Do spuštění urychlovače protonových částic zbývá necelý rok, první testy dokonce proběhnou ještě letos. Nemůže se pokus vymknout vědcům z rukou?
O tom, jak vesmír vznikl, má lidstvo stále jen mlhavou představu. Všeobecně nejuznávanější teorií je tzv. hypotéza „velkého třesku“.
Co bylo na počátku?
Teorie „velkého třesku“ vychází z předpokladu, že vesmír vznikl při ohromné a pro člověka nepředstavitelné explozi, která se měla odehrát zhruba před 13 miliardami let (některé údaje hovoří o 15 miliardách let). Co ale bylo před tím? Lákavá otázka, ale jen těžko na ni někdy nalezneme odpověď.
Obecná věda vychází z toho, že vesmír vznikl z nekonečně malého bodu o nepředstavitelně velké hustotě. V okamžiku třesku vznikl prostor a čas. Původně velmi malý vesmír se společně s prostorem rychle rozpínal a rozpíná se dodnes. O tom svědčí například to, že daleké galaxie se od nás stále vzdalují.
Vesmír obsahoval silně stlačenou a žhavou látku. Standardní model popisuje relativně přesně, co se dělo v prvních třech minutách po vzniku vesmíru. Vystřídalo se několik fází. V těch prvních převládalo především světlo (fotony) a jiné elementární částice a v posledních fázích už byl vesmír dost chladný (jen několik miliard stupňů Celsia) na to, aby se mohla tvořit stabilní jádra atomů. Prvním z nich byl pochopitelně vodík, prvek, který je svou stavbou nejjednodušší.
Tajemství tunelu
Nicméně, toto všechno je skutečně jen model. Ovšem, nedaleko švýcarské Ženevy, v laboratořích Evropské organizace pro jaderný výzkum (CERN), by se brzy tento model mohl přiblížit realitě.
Zhruba 100 až 150 metrů pod povrchem Země (nejhlubší stanice pražského metra – Náměstí Míru – má eskalátor dlouhý 87 metrů) je umístěn kruhový tunel o průměru 3 metrů a úctyhodné délce 27 kilometrů. Tunel skrývá své tajemství – nejambicióznější vědecký projekt současnosti. Je v něm totiž umístěn urychlovač protonových částic Large Hadron Collider (LHC), který má za úkol simulovat vznik vesmíru.
Do jeho spuštění zbývá necelý rok, ale první testy proběhnou dokonce ještě letos. Na vzniku tohoto urychlovače se podílelo 6500 vědců z 80 zemí, nechybí mezi nimi ani Česká republika.
Magnet o hmotnosti letadla
Už loni vědci začali s pokládáním obřích supravodivých magnetů do urychlovače. Jeden takový magnet je dlouhý 15 metrů a váží 35 tun, což je srovnatelné s váhou tanku. Podél tunelu se postupně umístí 1232 těchto gigantických magnetů. Letos v únoru byl pak do tunelu položen megamagnet o hmotnosti 1920 tun (Boeing 747 váží „jen“ 1624 tun).
Uvnitř tunelu budou magnety ochlazeny supertekutým heliem na teplotu -271 stupňů Celsia, tedy na teplotu blížící se absolutní nule (-273,15 C), při které ustává veškerý pohyb částic. Díky tomu bude moci magnety protékat extrémně vysoký proud, aniž by ztratil svou intenzitu a aniž by se setkal s odporem.
Odhalíme temnou hmotu?
Urychlovač proti sobě vyšle protony, které dosáhnou téměř rychlosti světla (299 792 458 m/s, 1 079 252 848,8 km/h) a poté dojde k jejich vzájemným srážkám. Každá srážka, při plném provozu urychlovače jich bude 600 milionů za jedinou vteřinu, na chvíli vytvoří podmínky, které existovaly několik okamžiků po „velkém třesku“. Co z toho vznikne? Například sprcha menších částic, které by mohly odhalit tajemství struktury hmoty.
Vědci rovněž očekávají, že by mohli přijít na kloub tajemství tzv. supersymetrických částic, ze kterých se skládá část tajemné skryté hmoty. Předpokládá se, že ta tvoří až 23 procent veškerého vesmíru. (73 procent připadá na tzv. temnou energii a 4 procenta na nám známou hmotu.) V kosmu ji nelze pozorovat přímo, jen zprostředkovaně, protože gravitačně působí na okolní objekty, tvořené běžnou, nám známou hmotou.
Urychlovač katastrofy?
Při představení projektu se však ozvaly i varovné hlasy. Těžko lze prý předpovědět, co způsobí taková srážka částic, která vyvolá ohromné množství energie. Neobjeví se pod rukama vědců černá díra? Nevymkne se malý třesk z rukou a nevznikne skutečný třesk, který zničí nejen naši planetu, ale i celý vesmír?
Je to vysoce nepravděpodobné. Vždyť podobné srážky jsou pozorovatelné nejen v okolním vesmíru, ale i přímo v naší sluneční soustavě. Navíc, ani tak výkonný urychlovač, jakým je Large Hadron Collider, nedokáže dosáhnout tak vysokých energetických hodnot, které jsou v kosmu běžně k vidění.
Máme se bát experimentu v CERN?
ANO
Martin Kuška
ekolog, Filosofická fakulta UK, Praha
Pokus, o kterém mám velmi kusé informace, podle mého názoru přesahuje do roviny, kde bychom si měli pokládat otázku, zda vše, čeho je člověk schopen, by měl také uskutečnit. Mám konkrétně na mysli například schopnost člověka manipulovat genetickou informací živých tvorů, včetně sebe sama. Doufám, že při přípravách pokusu v urychlovači je dodržován princip předběžné opatrnosti.
NE
Francois Grey
tiskové oddělení CERN
Každá srážka protonů vyvolá stejnou energii jako srážka dvou čtyřsettunových vlaků (například francouzských TGV), které jedou rychlostí 150 kilometrů v hodině. To rozhodně neohrozí své okolí. Navíc jen malá část energie se nakonec uvolní ven – asi tolik jako tucet letících moskytů. Ani černých děr se není třeba bát. Jestliže LHC vytvoří miniaturní černou díru, ta nemůže mít dostatečnou gravitační sílu k tomu, aby mohla způsobit nějaký problém. LHC v žádném případě není ohrožením ani pro lidstvo, ani pro okolní prostředí.
Co je CERN?
Evropská organizace pro jaderný výzkum je mezinárodní organizací se sídlem v Ženevě. Je známa též pod zkratkou CERN (z francouzského Conseil Européen pour la recherche nucléaire).
Byla zřízena roku 1954 a jejím cílem je spolupráce evropských států v oblasti čistě vědeckého a základního výzkumu i výzkumu s ním do značné míry souvisejícího.
Organizace se nezabývá činností pro vojenské účely a výsledky jejích experimentálních a teoretických prací jsou přístupné nejširší veřejnosti. Česká republika se na její činnosti podílí od roku 1993.
Naše želízka v ohni
Na stavbě urychlovače se významně podílela i Česká republika. Část zařízení na stínění toků některých částic vyrobila Škoda Plzeň, obklady plněné speciální chemickou náplní přichystá Kopos Kolín a třístupňová kaskáda kompresorů na stlačování par helia vzniká v První brněnské strojírně Velká Bíteš. Označení Made in Czech republic ponesou i kabely, vnitřní ocelové části zařízení a umělé krystaly.
