3. Kosmické zásahy do přírodní rovnováhy na Zemi

Jestliže výbuchy supernov jsou důležité pro dodávku biogenních chemických prvků do kosmického prostoru, a výbuch anonymní supernovy pravděpodobně podnítil gravitační hroucení chuchvalce mezihvězdného mračna, z něhož posléze vznikla sluneční soustava, budoucí výbuch velmi blízké supernovy by mohl život na Zemi smrtelně ohrozit. Kdyby se například Slunce stalo supernovou, vypařila by se vzápětí většina planet sluneční soustavy. Naštěstí je jisté, že Slunce se nikdy nezmění ani v novu ani v supernovu. Nutnou podmínkou pro výbuch novy je dvojhvězdná povaha soustavy, v níž jedna složka je bílým trpaslíkem. Nutnou podmínkou pro explozi supernovy je buď výskyt hvězdy ve dvojhvězdě, anebo minimální hmotnost osamělé hvězdy vyšší než osminásobek hmotnosti Slunce. Nebezpečí tedy hrozí pouze od cizích hvězd, které by explodovaly jako supernovy ve vzdálenosti menší než zhruba 30 světelných let od Slunce. Pozorování supernov v cizích galaxiích a výpočty s tím spojené naznačují, že hlavním rizikem blízkých explozí je příliv energetického záření do zemské atmosféry, který by narušil stabilitu ozonové vrstvy - to by následně zničilo život na souši průnikem ultrafialového záření Slunce k zemskému povrchu.
V současné době se do této vzdálenosti vyskytuje jediný potenciálně nebezpečný objekt, jímž je Sírius ve vzdálenosti 9 světelných let. Jde totiž o dvojhvězdu, v níž druhou složkou je kompaktní bílý trpaslík. Dříve než se však systém dostane do fáze, v níž výbuch hrozí, vlivem vlastního (náhodného) pohybu Síria vůči Slunci se vzdálenost Síria od Slunce zvětší natolik, že to našim potomkům neublíží. Nelze ovšem vyloučit, že do kritické vzdálenosti pod 30 světelných let se vlivem vlastních pohybů hvězd dostane potenciální supernova, o které dosud ani nevíme. Je totiž nemožné spočítat vzájemné vzdálenosti hvězd v Galaxii a Slunce pro budoucnost odlehlou milion let a více. Nicméně je téměř jisté, že během existence sluneční soustavy již k explozím supernov v blízkosti Slunce došlo, a život na Zemi nebyl vyhlazen, což skýtá dobré vyhlídky i pro budoucnost.
Jiným a vlastně pravděpodobnějším rizikem pro život na Zemi mohou být změny dráhových parametrů Země. Vlivem gravitačních poruch se totiž neustále mění dráhové parametry Země, tj. výstřednost dráhové elipsy, sklon rotační osy k rovině ekliptiky a poloha přísluní vůči "ročním dobám". Tím se mění průměrné ozáření určitých oblastí zemského povrchu a tedy i střední teplota (Brocker a Denton, 1990). Již ve dvacátých letech tohoto století ukázal Milankovič, že kolísání průměrné teploty zemského povrchu v geologické minulosti odpovídá cyklům kolísání dráhových parametrů Země - tak vznikají pověstné ledové doby v intervalech několika desítek tisíc let. Jelikož však změny dráhových parametrů Země nejsou nijak veliké, nemůže dojít tímto způsobem k nevratnému zamrznutí nebo naopak přehřátí oceánů.
Geologové ve spolupráci s geofyziky našli též zřetelné důkazy o kolísání intenzity zemského magnetického pole a o zcela svérázném putování magnetických pólů po zeměkouli - občas si dokonce póly obrazně řečno navzájem vymění svou polaritu (Fuller, 1987). Vznikla obava, že ve fázi "přepólování" klesne indukce magnetického pole Země k nule, a tím je Země zbavena ochrany před vpádem energetických elektricky nabitých částic slunečního větru a kosmického záření. To by jistě vyvolalo vymření živočichů i rostlin. Tato přepólování jsou fakticky velmi četná na časové stupnici pod sto tisíc let, a jelikož paleontologové nenalezli žádný vztah mezi magnetickým přepólování a vymíráním živočichů, zřejmě ani v tomto případě nejde o nic kritického. Spíše je pravděpodobné, že magnetická indukce neklesne na Zemi nikdy na nulu. Nejspíše se totiž dipólové magnetické pole změní v kvadrupólové či dokonce oktupólové, a tak je život na Zemi chráněn trvale.
Na rozdíl od rozšířené představy neohrožují člověka či jiné živočichy magnetické bouře, vyvolané slunečními erupcemi - jde o zcela nepatrná kolísání zemského magnetického pole. Navzdory rozličnému strašení nemůže sluneční činnost poškodit člověka, který se nachází pod ochranným štítem zemské magnetosféry - je opravdu podivuhodné, že vše je zařízeno tak, že Slunce nám dodává energii potřebnou pro život bez jakýchkoliv rušivých efektů - ty spolehlivě odstíní zemská atmosféra ve spolupráci s magnetosférou.
Jen na okraj poznamenávám, že Země je rovněž chráněna před průnikem radiových vln o vlnové délce nad 15 metrů - to obstarává zemská ionosféra. Nicméně intenzita radiových vln z vesmíru je trvale tak nízká, že by nás to nijak neohrozilo, i kdyby ionosféra zcela zmizela (jen bychom nemohli poslouchat rozhlasové stanice na krátkých vlnách z opačné strany zeměkoule).

Sluneční soustava je přirozeně zcela nepatrnou součástí Mléčné dráhy - Galaxie, a ještě mnohem drobnějším práškem ve vesmíru, o němž ani dnes nevíme, zda je prostorově konečný či nekonečný. Podle standardní kosmologické teorie velkého třesku soudíme, že vesmír měl časový počátek před nějakými 15 miliardami let, a od té doby se (čím dál tím pomaleji) rozpíná. Nevíme však, zda se toto rozpínání v budoucnu zastaví a přejde ve smršťování, anebo zda bude pokračovat - byť čím dál volnějším tempem - věčně.
Odkazuji na nedávno vydanou knihu Paula Daviese (1994), která obsahuje podrobnou diskusi obou základních variant. Stručně řečeno, pokud se rozpínání zastaví a přejde ve smršťování, skončí vesmír v konečném čase tzv. velkým krachem, který bude mít do jisté míry obdobné rysy jako velký třesk na jeho počátku, tj. nepředstavitelně vysokou průměrnou hustotu i teplotu vesmíru (žhavý konec světa). Dávno před velkým krachem zaniknou všechny planety a hvězdy ve vesmíru, hmota se rozdrolí na nejmenší částice, a umírající vesmír ztratí jakoukoliv vnitřní strukturu. Tento žhavý konec by mohl nastat nejdříve asi za 150 miliard let.
Jestliže se však rozpínání vesmíru nikdy nezastaví, bude vesmír trvat v čase věčně, ovšem za tu cenu, že průměrná hustota hmoty v něm bude neustále klesat prakticky na nulu, a průměrná teplota hmoty se přiblíží tzv. absolutní termodynamické nule (-273o C). Inteligentním obyvatelům takového pozdního vesmíru hrozí neodvratná energetická krize - pro jakékoliv přeměny nebude k dispozici ani energie ani dostatek hmoty. Jakýmsi nouzovým řešením by podle Dysona (1979) mohla být přerušovaná hibernace civilizace, ale to je přirozeně již jen spekulace.
Spekulace se týkají ovšem i možností fázových přechodů v našem vesmíru, které vyplývají z kvantové teorie. Je např. možné, že fyzikální vakuum ve vesmíru se nachází dosud ve vzbuzeném stavu, a může spontánně či "násilím" přejít do stavu o nižší hustotě energie. To by mohlo vyvolat vůbec největší myslitelnou katastrofu, při níž by se vesmír změnil v "něco jiného" - tedy ve vesmír s jinými fyzikálními vlastnostmi. I tyto "scénáře" podrobně popisuje Davies v citované knize. Ačkoliv jsou takové úvahy podloženy původními pracemi mnoha současných fyziků a kosmologů, ve skutečnosti se příliš neliší od science-fiction. Zejména je téměř nemožné jakkoliv ověřit jejich věrohodnost s ohledem na příliš velkou extrapolaci dnešních znalostí fyzikálních zákonů do nesmírně vzdálené budoucnosti. Úvahy tohoto typu jsou však velmi cenné pro filosofy a patrně i pro teology. Poukazují na zcela nový úhel pohledu na otázky, které nás přirozeně napadnou, když se začteme do úvodních kapitol první knihy Starého zákona stejně jako když začneme uvažovat o tajemství, skrytém v poslední knize Zákona nového.

Literatura

Broecker W.S., Denton G.H. : 1990, Sci. American, Jan, 43.
Davies P.: 1994, Poslední tři minuty (Úvahy o konečném osudu
vesmíru), Archa, Bratislava.
Dyson F.J: 1979, Rev. Modern Phys. 51, 447.
Fuller M.: 1987, Nature 326, 132.
Grygar J.: 1991, Universum č.2, 1.
Hart M.: 1979, Icarus 37, 351.
Chapman C., Morrison D.:1989, Cosmic catastrophes, Plenum
Press, New York.
Kasting J.F. aj.: 1993, Icarus 101, 108.
Morrison D.: 1992, Mercury, May-June, 103.
Sackmannová I.-J. aj.: 1993, Astrophys. J. 418, 457.
Smith F.: 1992, Mercury, May-June, 97.
23. 1.1995

Obsah článku:
1. Katastrofy v Bibli
2. Kosmické katastrofy v dosavadních dějinách Země
    Prvky stability životního prostředí na Zemi
3. Kosmické zásahy do přírodní rovnováhy na Zemi
4. Zánik vesmíru ?
Literatura

Kontakt na autora:

mail: grygar@fzu.cz
web: http://www-hep.fzu.cz/~grygar/jiri
http://www.astro.cz/people/grygar
http://www.astro.cz/people/grygar/actual.htm