Neviditelný čert

Vědci nechali padat jednotlivé atomy. Výsledek znovu potvrdil Einsteinovu obecnou teorii relativity

rubrika: Populárně naučný koutek

Tři univerzity: izraelská Ben-Gurionova univerzita v Negevu, německá univerzita v Ulmu a britská univerzita v Oxfordu, spojily síly, aby provedly něco, co na první pohled připomíná školní cvičení: nechat padat předměty a sledovat, co se s nimi stane. Experiment, který právě zveřejnili v prestižním časopise Science Advances, však není vůbec triviální: těmito „předměty“ jsou jednotlivé atomy rubidia a měřilo se, zda gravitace popsaná obecnou teorií relativity funguje stejně i v oblasti kvantové fyziky, oboru, který popisuje chování částic a atomů.

Lucifer

Fyzika 20. století nám zanechala dvě mimořádně silné, ale navzájem neslučitelné teorie. Na jedné straně Einsteinova obecná relativita vysvětluje, že to, čemu říkáme gravitace, je ve skutečnosti deformace časoprostoru způsobená objekty s hmotností. Tato myšlenka dokonale popisuje chování planet, hvězd a galaxií. Na druhé straně kvantová mechanika odhaluje, že atomy a subatomární částice se řídí zcela odlišnými pravidly: mohou se chovat jako vlny, existovat v několika stavech najednou a popírat i tu nejzákladnější intuici. Sladění těchto dvou rámců do jediné sjednocené teorie zůstává i nadále jednou z největších výzev, před nimiž věda stojí.

Isaac Newton přesně popsal vliv gravitace na kapky deště, dělové koule či lidi, ale jeho rovnice selhávají u objektů s extrémně velkou hmotností nebo u těch, které se pohybují rychlostí blížící se rychlosti světla. Zde vstupuje na scénu Einstein, jehož obecná relativita tato omezení napravuje. Když však upřeme pozornost na velmi malé částice, elektrony, fotony, atomy, ani Newton, ani Einstein nestačí k vysvětlení pozorovaných jevů. Štafetu přebírá kvantová fyzika, i když její nejpodivnější jevy mají tendenci se ztrácet, když se atomy seskupují a tvoří každodenní předměty, které můžeme vidět a dotknout se jich. Otázka, která je hnacím motorem této nové studie, je přímá: dodržuje gravitace Einsteinovy předpovědi i na kvantové úrovni?

Cesta k tomuto výzkumu již měla své předchůdce. V roce 2014 časopis Physical Review Letters zveřejnil experiment, v němž byly současně vypuštěny dva atomy s odlišnými hmotnostmi, jeden draselný a druhý rubidiový, který váží více než dvojnásobek, aby se ověřilo, zda dopadnou na zem ve stejný okamžik, jak to kolem roku 1590 prokázal Galileo na šikmé věži v Pise s makroskopickými předměty. Výsledek potvrdil, že volný pád se chová identicky bez ohledu na hmotnost, ať už jde o dělovou kouli nebo o jediný atom. Tato práce potvrdila Galileovu teorii gravitace v mikroskopickém měřítku; nová studie se snažila jít o krok dál a otestovat Einsteinovu verzi.

Einsteinovy teorie předpovídají něco, co může znít protiintuitivně: objekt ve volném pádu přestává vnímat gravitaci. Nejznámějším příkladem jsou astronauti na Mezinárodní vesmírné stanici. Ve výšce, v níž obíhají, se gravitace sníží jen na 80 % té, kterou pociťujeme na úrovni mořské hladiny, a přesto se zdá, jako by se vznášeli. Důvodem je, že neustále padají směrem k Zemi, zatímco se pohybují po dráze rychlostí asi 27 600 km/h, což tento pád kompenzuje. Toto zdánlivé zrušení gravitace během volného pádu je jedním z pilířů obecné relativity, ale platí to i v případě atomů, na které se vztahují kvantové zákony?

Stav beztíže je stav, během kterého na předmět nebo organismus nepůsobí tíha. Typickým je stav beztíže je pro libovolný předmět nacházející se ve volném pádu. Trvale se v tomto stavu nachází například mezinárodní vesmírná stanice. Obecně se těleso ocitá ve stavu beztíže při každém pohybu, který vykonává se zrychlením odpovídajícím směru a velikosti gravitačního pole. Dokonalý stav beztíže je de facto nerealizovatelný, lze se mu pouze přiblížit a používání tohoto termínu je často zavádějící. Srovnáním s pozemskými podmínkami (1 G) je používaným termínem "mikrogravitace" pro tíži v řádu μg (10⁻⁶ G), často nesprávně používaný pro jakýkoliv stav „snížené gravitace“ (<1 G až 10⁻⁶G)

Stav beztíže lze tak zažít při libovolném výskoku nebo pádu, s tou výhradou, že v pozemských podmínkách odpor vzduchu neumožňuje dodržet zrychlení odpovídající gravitaci. Volný pád v atmosféře tak přejde z počátečního stavu beztíže do stavu normální tíže během několika sekund, když odpor vzduchu naroste natolik, že se rychlost pádu už nezvyšuje. Skok na trampolíně do výše 1 m (na povrchu Země) umožní strávit ve stavu snížené tíže (rušeným jen odporem vzduchu) dobu 0,9 sekundy. Stav beztíže trvá po celou dobu, kdy se těleso (člověk) pohybuje pouze setrvačností, tedy i během výstupu.

Aby na tuto otázku odpověděl, tým navrhl přístroj pojmenovaný „Galileův kvantový interferometr“. Interferometr je v podstatě zařízení, které měří, do jaké míry se dvě vlny, které dříve kmitaly v souzvuku, rozladily. Experimentální postup probíhal v několika fázích. Nejprve vědci ochladili atomy rubidia téměř na absolutní nulu, tedy na nejnižší teplotu, kterou příroda umožňuje, což je přibližně -273 °C. Následně tyto atomy umístili na čip. Je vhodné si každý atom představit nikoli jako maličkou kuličku, ale jako vlnu, protože právě tak se v tomto měřítku chová. Pomocí magnetických polí zadrželi jednu vlnu každého atomu, zatímco druhou vyslali směrem nahoru. Když se tato druhá vlna vrátila zpět do své výchozí polohy, tým obě vlny porovnal a změřil, o kolik se posunuly jejich vrcholy a údolí, přičemž využil schopností interferometru.

Experimentální postup probíhal v několika fázích. Nejprve vědci ochladili atomy rubidia téměř na absolutní nulu, tedy na nejnižší teplotu, kterou příroda umožňuje, což je přibližně -273 °C. Následně tyto atomy umístili na čip. Je vhodné si každý atom představit nikoli jako maličkou kuličku, ale jako vlnu, protože právě tak se v tomto měřítku chová. Pomocí magnetických polí zadrželi jednu vlnu každého atomu, zatímco druhou vyslali směrem nahoru. Když se tato druhá vlna vrátila zpět do své výchozí polohy, tým obě vlny porovnal a změřil, o kolik se posunuly jejich vrcholy a údolí, přičemž využil schopností interferometru.

Zdroje:

• Techzpravy.cz, Vědci nechali padat jednotlivé atomy. Výsledek znovu nahrál Einsteinovi
• Wikipedie, Stav beztíže

08.09.2026, 11:21:15   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Psilocybin může chránit před častým, oslabujícím vedlejším účinkem chemoterapie

rubrika: Populárně naučný koutek

Předběžné výzkumy naznačují, že psychedelická látka, která je známá především svými účinky na mozek, může také chránit periferní nervy před poškozením způsobeným chemoterapií. Chemoterapie může zachraňovat životy, ale u mnoha pacientů s rakovinou zanechává bolestivé následky: poškozené nervy, které pálí, brní nebo znecitlivují. Vědci nyní uvádějí, že psychedelická látka by mohla tyto nervy chránit – nikoli díky svým halucinogenním účinkům, ale tím, že pomáhá neuronům udržovat vnitřní přísun energie.

Lucifer

06.09.2026, 12:35:08   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Lesopaní II

rubrika: Povídání

Probudil jsem se z nějakého podivného snu, v němž mě něco mrazilo a pálilo zároveň, když jsem však otevřel oči, okamžitě jsem zapomněl co a proč. Mé oči se totiž dívaly nahoru do vznešených korun stromů, tak bohorovně se nad vším v bezbřehém klidu vzpínajících a s neskonalou dobrotivou trpělivostí se ke všemu sklánějících, že ten mrazivý a žhavý dozvuk ze snu ve mně ještě několikrát zavibroval do ztracena.

Lucifer

05.09.2026, 06:43:48   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

V České republice byla odkryta rituální stavba spojená se slunovratem, která je o 1 000 let starší než Stonehenge

rubrika: Pel-mel

Archeologové v České republice objevili prehistorickou stavbu, o které se domnívají, že sloužila jako rituální centrum spojené s pohybem Slunce a Měsíce. Toto centrum je staré přibližně 6 500 let – asi o 1 000 let starší než Stonehenge. Stavba byla objevena v Chlebách ve Středočeském kraji.

Lucifer

03.09.2026, 10:32:25   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Září 2026

rubrika: Pel-mel

Začalo září. Měsíc, který meteorologové řadí do podzimu. Astronomický podzim začíná podzimní rovnodenností, která letos nastane v noci z dvaadvacátého na třiadvacátého září. Je nesmyslné si myslet, že včera bylo léto a dnes je podzim. Dochází pouze k postupné přeměně. Takže dnes je skoro to samé, co včera.

Lucifer

01.09.2026, 00:00:00   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Astronauti mají potíže s vyprazdňováním a dochází u nich ke změně a fungování mozku

rubrika: Populárně naučný koutek

Člověk ještě není a nejspíš dlouho nebude jak fyzicky, tak psychicky připravený na delší pobyt ve vesmíru. Domnívám se, že ambiciózní představa začít v nejbližších letech budovat na Měsíci základnu, která se časem změní v město, se jen tak hned neuskuteční. Důvodů je několik. V tomto článku se budu věnovat zácpě a změně struktury a fungování lidského mozku.

Lucifer

29.08.2026, 13:02:51   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Usínání a Probouzení

rubrika: Poetický koutek

(Ne)jsem blázen

Lucifer

27.08.2026, 09:06:32   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Proč se umělá inteligence pouští do hackerských útoků?

rubrika: Pel-mel

AI modely nacházejí softwarové chyby, provádějí kybernetické útoky během bezpečnostních testů a dosahují systémů, ke kterým neměly přístup. Ale znamená to, že AI „jde na vlastní pěst“? Proč je najednou tolik příběhů o AI hackerství v médiích? Může AI opravdu sama hacknout počítače? Měli by se lidé obávat, že AI páchá kybernetické útoky?

Lucifer

25.08.2026, 14:27:39   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

V Německu se plánuje přísný zákaz elektrokol

rubrika: Pel-mel

Elektrokola se během několika let stala běžnou součástí výletů i každodenní dopravy. V sousedním Německu se teď připravují nová pravidla pro jízdu v lesích, která mohou změnit využívání některých elektrokol i oblíbených tras. Debata navíc znovu otevřela otázku jejich dopadů na životní prostředí.

Lucifer

23.08.2026, 13:49:22   Publikoval Luciferkomentářů: 1         

Cirkadiánní rytmus

rubrika: Populárně naučný koutek

Cirkadiánní rytmus (případně cirkadiální) je biologický rytmus s periodou o délce 20–28 hodin. Je jedním z biorytmů, tedy kolísání aktivity a bdělosti nejčastěji s denní, měsíční nebo roční periodou. Různé systémy těla sledují cirkadiánní rytmy, které jsou synchronizovány s hlavními hodinami v mozku. Tyto hlavní hodiny jsou přímo ovlivněny podněty prostředí, zejména světlem, a proto jsou cirkadiánní rytmy svázány s cyklem dne a noci. Pokud je cirkadiánní rytmus správně sladěn, může podporovat konzistentní a regenerační spánek. Když je ale tento cirkadiánní rytmus zahozen, může způsobit značné problémy se spánkem, včetně nespavosti.

Lucifer

21.08.2026, 14:14:50   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

Fotografická a eidetická paměť

rubrika: Populárně naučný koutek

Eidetická paměť, známá také jako fotografická paměť a totální vybavování, je údajná schopnost vybavit si obraz z paměti s vysokou přesností – alespoň na krátkou dobu – poté, co jej člověk viděl pouze jednou a bez použití mnemotechnické pomůcky. Ačkoli se termíny eidetická paměť a fotografická paměť běžně používají zaměnitelně, existují i rozdíly. Eidetická paměť označuje schopnost vidět objekt několik minut poté, co již není přítomen, a fotografická paměť označuje schopnost vybavit si stránky textu, čísla nebo podobné věci ve velkých detailech. Pokud se tyto pojmy rozlišují, je eidetická paměť údajně vyskytována u malého počtu dětí a obecně se nevyskytuje u dospělých, zatímco existence skutečné fotografické paměti nebyla nikdy prokázána.

Lucifer

19.08.2026, 17:17:44   Publikoval Luciferkomentářů: 0         

mRNA a Covid-19

rubrika: Populárně naučný koutek

mRNA je jednovláknová nukleová kyselina (RNA), která vzniká během transkripce DNA a slouží jako předpis pro výrobu bílkoviny na základě genetické informace přepsané podle genetického kódu. Zkratka „mRNA“ pochází z angličtiny, ve které se tato molekula označuje jako messenger RNA, což znamená „poslíček“. Také je známa pod názvy informační nebo mediátorová RNA. První vakcíny proti korona viru znamenaly zásadní změnu, protože se dostaly od koncepce k masové výrobě během pouhých několika měsíců. Byly však také jedinečné tím, že využívaly nový způsob stimulace imunitního. Vědci po celém světě objevili další využití technologie mRNA mimo oblast vakcín. Zkoumají její použití pro průlomové léčby rakoviny a autoimunitních onemocnění, stejně jako pro terapie genetických poruch pomocí úpravy genů.

Lucifer

17.08.2026, 12:49:15   Publikoval Luciferkomentářů: 0