cz   en

BLOG JIŘÍHO DVOŘÁKA

 

 “Než mít mrtvý firemní FB profil, tak to raději nemít žádný."


« zpět na seznam článků
Co by i každé dítě mělo vědět o Slunci?

Co by i každé dítě mělo vědět o Slunci?

O víkendu, po týdnech oblačnosti, se konečně vyjasnilo a „přišlo“ Slunce.  Mám rád, když mi svítí sluneční paprsky do tváře.  Představuji si, jak foton letí od Slunce a během 8 minut proletí Vesmírem a naši atmosférou, aby pak narazil do mé tváře.

8 minut letí světlo od Slunce, protože vzdálenost Země od Slunce je zhruba 150 mil. kilometrů.  „Zhruba“, protože tato vzdálenost se mění.  Nejmenší je tato vzdálenost 147 mil. kilometrů a nejvíce 152 mil. kilometrů.
photon.jpg

Jelikož světlo urazí za 1 vteřinu 300.000km, jednoduchým vydělením 150 mil / 300.000 získáme výsledek.  Výsledek je 500 vteřin. Tj. 8 min a 20 vteřin.

Málokdo ovšem ví, kde se tyto fotony ve Slunci berou, a že ve skutečnosti tomu fotonu trvá od jeho vzniku, než narazí do mé nebo vaši tváře, celých 200.000 let! Důvod popíši níže.

Myslím, že první experiment, který bych na základní škole ukázal, je zapálení malé svíčky kterou bych poté zakryl skleničkou. Během pár vteřin přestane svíčka svítit, protože ji dojde kyslík, který by mohla nadále spalovat.  Takže obratem je otázka na děti. „Jak je možné, když je ve Vesmíru vzduchoprázdno, že Slunce hoří?“

Ve skutečnosti Slunce nehoří, ale Slunce funguje jako obří fúzní reaktor.  Tato informace, je pro nás, jako lidstvo, naprosto klíčová, a proto by si jej děti měli od malička pamatovat.  Představte si, že naše Slunce je obrovská koule plná převážně vodíku a z části hélia.  To jsou první dva prvky v periodické tabulce, které si ještě matně pamatujeme z chemie.

Ještě jednodušeji se naše Slunce dá představit jako ohromná koule, která se skládá z malých míčků.  Každý míček vodíku má v sobě jeden elektron a jeden proton.  Všechny tyto míčky se vlivem gravitace tlačí směrem do středu.  Uprostřed Slunce je tlak na míčky tak ohromný, že se začnou spojovat, respektive splynou v jeden. Tím spojením vznikne hélium. Tedy míček, který má v sobě dva elektrony, dva protony a dva neutrony. (Pro fajnšmekry je tento proces o trošku složitější, jelikož z vodíku, který má jen proton a elektron, se spojením s jiným vodíkem stane nejdříve deuterium, což je vodík s jedním neutronem, následně splynutím deuteria s vodíkem vznikne tricium a z něj následně hélium.;)article-2587072-1C80D5FC00000578-227_634x535.jpg

Následující dva body jsou klíčem snad ke všemu.

1. Při fúzi atomů vodíku vzniká hélium a při této reakci je uvolněno ohromné množství energie. Tak ohromné, že například energie ze štěpení jádra, tedy energie tvořena v jaderných elektrárnách, je úplné nic.

2. Tato energie funguje jako protiváha všem ostatním atomům vodíku, které se tlačí k jádru Slunce.

Fotony, které vzniknout v jádru Slunce musí tedy prokličkovat obalem Slunce, který se tlačí dovnitř.  Proto to trvá tolik tisíc let.

Naše Slunce je naprosto průměrná hvězda a přesně tak, jak funguje Slunce, fungují i ostatní hvězdy. Jediný rozdíl je ten, z jakého množství vodíku se hvězda při svém vzniku skládá.  Život hvězdy je měřen podle toho, kolik vodíku již sfúzovala, protože ve chvíli, kdy začne hvězdě docházet vodík, se stane velmi zásadní věc.  Vzhledem k tomu, že nebude možné fúzovat vodík, nebude uvolňována fúzní energie, která by fungovala jako protiváha vnějším atomům vodíku, které se snaží namačkat dovnitř.  Zároveň je jádro plné hélia.  Co se stane? 320px-Evolved_star_fusion_shells.svg.png Hvězda se nejdříve smrští, protože se vnější atomy natlačí proti energiím z již zastavené fúze.  Jak se ale začne dramaticky navyšovat tlak na jádro, začnou mezi sebou fúzovat atomy hélia.  Ve chvíli, kdy toto začne, navýší se energie působící v jádru a hvězda se celá nafoukne a stane se z ní červený obr.

Pro zajímavost.

Až se z našeho Slunce stane červený obr, nafoukne se tak, že pohltí naši Zemi.  Existují teorie, které říkají, že tím, jak se Slunce bude nafukovat na červeného obra, bude zároveň ztrácet hmotnost. A tím umožní, aby Země odletěla od Slunce dál. Ale tak i tak bude život na Zemi spálen.  Ještě zajímavější však je, že tím, že se Slunce zvětší, začnou být obyvatelné i jiné planety v naší soustavě. Třeba Pluto.

Naše Slunce je staré 5 miliard let a zhruba ještě jednou tolik mu zbývá než dofúzuje veškerý vodík a stane se z něj červený obr.

sun-red-giant.jpg

Proč je tohle pro nás jako lidi důležité?

Někdy hodně dávno byl celý Vesmír stvořen jen vodíkem a héliem a žádné jiné prvky neexistovaly.  Z ohromných mračen vodíku, se staly hvězdy, které začaly fúzovat vodík.  Následně, stejně jako naše Slunce za 5 miliard let, těmto hvězdám došel vodík.  Zmenšily se a začaly fúzovat hélium a tím začaly tvořit uhlík.  Tento cyklus se opakoval, až začaly fúzovat uhlík a vznikal neon, z neonu pak kyslík, z kyslíku křemík a konečně z křemíku železo.

Železo je strašně zajímavý prvek.  Celý vnitřek atomu železa je tak úsporně seřazen, že jej již nejde vůbec fúzovat.  Dokonce železo je jakýsi rozcestník.  Prvky směrem nalevo jde fúzovat a získáte tím energii a k získání energie z prvků napravo od železa musíte atomy štěpit.

Každopádně ve chvíli, kdy se hvězda dostane do této poslední fáze, kdy ve svém jádru tvoří železo fúzováním křemíku, přestane fúzovat, protože opět není fúzní energie, která by tlačila proti vnějším atomům, které se vlivem gravitace snaží dostat dovnitř. Celá hvězda tedy začne kolabovat a smrskávat se.  Veškeré síly začnou naprosto nepředstavitelnou energií ztlačovat železné jádro této hvězdy.image.jpeg

Dá se to přirovnat k ohromným kladivům, kterými byste ze všech stran najednou udeřili do železné koule.  Ta se trošku smrští a následně vybouchne.  Tento výbuch nazýváme supernovou a je to nejničivější a nejviditelnější jev v celém vesmíru.

Během tohoto výbuchu se rozlétnou do celého okolí všechny prvky, z kterých hvězda byla a vznikne i celá řada dalších prvků.

Znamená to, že kyslík, který dýcháme, uhlík, který je všude kolem nás, prostě úplně vše vzniklo tím, že vybouchla hvězda. Dá se tedy říci, že my všichni jsme stvořeni hvězdným prachem.

Věřím, že toto je absolutně stěžejní informace, který by se měla učit již od základní školy. 

Nyní už chápete, že to, k jakému prvku se nakonec hvězda dofúzuje závisí na tom, z jakého množství vodíku na začátku vznikne.

Nyní bych se rád vrátil k bodu jedna.  Protože bod jedna se týká nás všech. A to tak moc, že vůbec nechápu, proč se o tomto bodu nemluví daleko více.

V současné době je nejúčinnější zdroj energie jaderná elektrárna. Opět málo lidí ví, že jaderná elektrárna je vlastně úplně to stejné, jako tepelná elektrárna.  U obou elektráren se zatopí pod kotlem, začne se vařit voda a pára z té vody roztáčí turbínu, která pak tvoří elektřinu.moreabout2.jpg

V tepelné elektrárně se topí uhlím nebo třeba i plynem - v jaderné elektrárně se topí jaderným palivem.

Již z mého popisu je cítit neúspornost celého procesu. Např. co s jaderným odpadem?

Proto je budoucnost lidstva ve vytvoření fúzního reaktoru.  Prostě si postavíme tady na Zemi kopii Slunce. Má to celou řadu výhod.  Deuterium je všude v mořské vodě a je super levné.  Stejně tak množství energie, které jsme schopni takto získat.

A představte si, že už se na tomto reaktoru pracuje.  WWW.ITER.ORG se staví ve Francii. Začalo se v roce 2013, spolupracují na něm Evropská unie, Indie, Čína, Rusko, Japonsko, Jižní Korea a Spojené státy.  Do provozu by měl být uveden v roce 2020 a jsem přesvědčen, že absolutně změní fungování lidstva. Cena má být nějakých 15 miliard EUR, což je ve srovnání s 1000 miliard EUR (což stála válka v Iráku) úplné nic.

Myslím, že je to velmi pozitivní zpráva, která by měla být všem připomínána. Že se dá dosáhnout dobrých věcí, když mocnosti začnou spolupracovat.

A tím jsem vám v několika stránkách popsal, co mi proběhne hlavou pokaždé, když mi ráno na tvář dopadnou sluneční paprsky.

 

Jiří DVOŘÁK

jednatel společnosti Entrypoint


 
 


« zpět na seznam článků