Zrážky protónov s väčšou silou by mohli rozbiť hmotu na ešte drobnejšie kúsočky a presnejšie merania zachytiť ich existenciu, hoci nepotrvá dlhšie ako trilióntinu sekundy.

Celebrita zo Ženevy

Z urýchľovača LHC sa už teraz stala ikona modernej vedy. Ani nemá zmysel pripomínať objav Higgsovho bozónu, ocenený Nobelovou cenou. Dianie v komorách CERN-u vzrušuje verejnosť oveľa viac ako lety na vesmírnu stanicu ISS. Jej stavba a prevádzka pritom vyšla na dvesto miliárd dolárov, čo je dvadsaťnásobok nákladov na urýchľovač. Navyše fyzici z CERN-u sú s kozmonautmi v neustálom kontakte, pretože aj na stanici sa uskutočňujú dôležité merania kozmického žiarenia, ktoré pátrajú po tajomstvách hmoty.

Mediálnou hviezdou zostáva LHC. Očakáva sa, že zodpovie na najzákladnejšie otázky. Znejú trochu mysticky a človek si ich kladie od nepamäti – ako vznikol okolitý svet, odkiaľ pochádzame, kam smerujeme a ako sa to všetko skončí.

Medzi fyzikmi však začína urýchľovač LHC vyvolávať zmiešané pocity. Na jednej strane hrdosť, že všetko do seba zapadá a experimenty rad radom potvrdzujú platnosť štandardného modelu častíc a ich interakcií. Vychádza z neho aj interpretácia „vzniku“ vesmíru. Začal sa Veľkým treskom pred 13,798 miliardy rokov (s presnosťou plus-mínus 37 miliónov rokov), pokračoval prudkou expanziu, vytvorením všetkých známych častíc až napokon získal dnešnú podobu.

Lenže štandardný model nie je schopný opísať úplne všetko. Napríklad infláciu, keď sa vesmír v nepatrnom zlomku sekundy hneď po veľkom tresku nafúkol z rozmeru špendlíkovej hlavičky na desaťnásobok našej galaxie. A čo je ešte dôležitejšie – štandardný model hovorí len o piatich percentách hmoty. Skladá sa z nej pozemský život a všetko viditeľné vo vesmíre. Zvyšok je neznáma temnota – tmavá (skrytá) hmota a ešte záhadnejšia tmavá energia, ktorá zodpovedá za čoraz rýchlejšie rozpínanie vesmíru.

Fyzika chce experiment

Je čoraz jasnejšie, že na pochopenie všetkých javov treba „novú fyziku“, ktorá dovidí za hranice štandardného modelu. Pokúšajú sa o to stovky teórií, z ktorých najväčšie šance sa pripisujú supersymetrickým časticiam alebo teórii strún. Je frustrujúce, že najvýkonnejší urýchľovač na svete zatiaľ žiadnu nepotvrdil.

Časticová fyzika je veda, ktorá neustále hľadá v malom ešte menšie – rozložila atóm a našla protóny, v nich rozmanitý svet ešte menších častíc. Štandardný model ich delí do dvoch veľkých rodín: fermióny sú stavebnou zložkou viditeľnej hmoty, bozóny zasa nositeľom všetkých vzájomných vzťahov.

„Nová fyzika“ predpokladá existenciu ďalších častíc. No treba experiment, ktorý ju potvrdí alebo vylúči. Doteraz sa žiadne exotické častice nenašli. Nielen v urýchľovači LHC, ale ani v detektoroch umiestnených hlboko pod zemským povrchom, v chodbách opustených baní, kam nepreniká rušivé žiarenie, a ani na kozmických sondách, ktoré sledujú žiarenie z jadier galaxií so supermasívnymi čiernymi dierami.

CERN 2.0

Aj preto sa veľa očakáva od vynoveného urýchľovača v CERN-e. „Zvýšenie energie otvára dvere úplne novému objaviteľskému potenciálu,“ avizuje jeho šéfka, talianska fyzička Fabiola Gianotti.

Tmavá hmota je kandidátom číslo jeden. Dohromady nič sa o nej nevie, hoci je všade okolo – okrem gravitácie sa voči „bežnej“ hmote nijako neprejavuje. Aj tmavú hmotu by mali tvoriť častice. Ak naozaj existujú, museli tak ako všetka hmota vesmíru vzniknúť v zlomku prvej sekundy po Veľkom tresku. Keďže LHC dokáže tento okamih napodobniť, mali by sa v jeho komorách objaviť. Existuje šanca, že občas narazia aj do „bežnej“ hmoty a zrážka by sa mohla prejaviť slabým zábleskom energie a žiarenia. Očakáva sa, že po zdvojnásobený výkonu bude urýchľovač schopný tento nepriamy dôkaz častíc tmavej hmoty zaznamenať.

Vedci sa nespoliehajú len na LHC. Aj citlivosť ďalších prístrojov sa vďaka pokroku technológií každých pätnásť mesiacov zdvojnásobuje. Teoretici vedú diskusie, vďaka ktorým umožňujú experimentátorom lepšie definovať, čo vlastne hľadať. Nie je vylúčené, že lovci tmavej hmoty uspejú už v najbližších dňoch, možno bude treba čakať rok alebo aj o päť. V každom prípade veda, ktorá skúma javy presahujúce akúkoľvek pozemskú skúsenosť, pripraví ešte nejedno prekvapenie.

Amerika ovládne vzdialený vesmír

Prvý letový test medziplanetárnej lode Orion pred pár dňami potvrdil, že americká kozmonautika má vykročené do novej epochy. Doteraz boli pilotované lety výhradne v réžii Národného úradu pre letectvo a vesmír (NASA). Čerpali štátne financie, a tak programy záviseli od „dobrej vôle“ prezidenta a ochoty Kongresu uvoľniť prostriedky. Desiatky miliárd dolárov sa pritom nie vždy využili efektívne. Napriek technickej bravúre letov na Mesiac či raketoplánov systém nezaručoval dlhodobé smerovanie a kontinuitu programov. Po ich skončení sa početné tímy špecialistov rozpŕchli a zvyšná technika našla využitie len v múzeách.

Medzitým doslova z ničoho vyrástol súkromný „kozmický sektor“. Firma SpaceX vizionára Elona Muska ako prvá z čisto privátnych zdrojov vyvinula nosnú raketu Falcon a nákladnú loď Dragon. Nasledovala Orbital Sciences a nový biznis zlákal aj ďalších hráčov: Blue Origin, Sierra Nevada, Boeing, United Launch Alliance, Biglow Aerospace... Nie sú to nejaké start-upy, ale stabilné firmy, schopné investovať desiatky a stovky miliónov dolárov. Za viacerými stoja miliardári z IT biznisu a zamestnali expertov, čo odišli po skončení vládnych programov z NASA.

Dnes je jasné, že americká kozmonautika sa bez širokej účasti súkromného sektora nepohne ďalej. NASA podporuje jeho sebavedomie, pretože jej umožní napĺňať hlavné poslanie – byť technologickým predvojom a posielať astronautov na objaviteľské výpravy, ktoré posúvajú hranice poznania. Aj preto NASA vycúvala z nízkej obežnej dráhy Zeme. Už tam bez problémov doletí Čína, chystá sa India, dokonca aj Irán. Novou výzvou NASA je vzdialený vesmír s asteroidmi a planétou Mars. Základom diaľkovej letky bude medziplanetárna loď Orion – jej testy budú pokračovať do roku 2018 a po dokončení vývoja silnej nosnej rakety STS vyrazí do hlbokého vesmíru. Lenže Spojené štáty majú do roku 2024 medzinárodné záväzky na vesmírnej stanici ISS. Jej rutinnú obsluhu NASA prenechá súkromníkom – objedná si lety zásobovacích tankerov i „taxíky“, ktoré astronautov dovezú na stanicu. Keďže vývoj takejto techniky nie je jednoduchý, firmám poskytla finančnú injekciu.

Na výzvu NASA skonštruovať loď pre obežnú dráhu reagovalo päť vážnych záujemcov. V septembri tohto roku sa rozhodlo o víťazoch – firmách SpaceX s Dragonom v2 a Boeing s CT-100. Obe kabíny odvezú sedemčlennú posádku a prvýkrát vzlietnu v roku 2017. Na dokončenie vývoja im NASA poskytne 3,4 miliardy dolárov. Rovnaká suma je vyčlenená aj na operačné lety – štát si objednal dvanásť letov so štyrmi astronautmi, takže cena „sedačky“ vyjde na 70 miliónov. Toľko sa platí aj za zvezenie na lodiach Sojuz.

Výhody sú obojstranné. NASA sa zbaví závislosti od Rusov a súkromný sektor využil silný vývojový impulz. Lode zostanú majetkom firiem, a keďže do nich investovali rovnako veľa ako štát, zvyšnú kapacitu môžu využiť na svoje podnikanie. Budú lietať na súkromné orbitálne stanice, určené turistom, ale aj vedcom z firiem a univerzít, ktorí by inak nemali šancu bádať v bezváhovom stave. Obežná dráha ožíva biznisom.

Aj na diaľkových trasách bude rušno. Od roku 2021 začne NASA lietať k asteroidom. Najprv do priestoru okolo Mesiaca, neskôr nasmeruje astronautov k telesám vzdialeným sedem až desať miliónov kilometrov. Do roku 2035 preskúmajú okolo šesť asteroidov s cieľom lepšie pochopiť vznik slnečnej sústavy i Zeme.

Ani firmy nemienia zostať len na obežnej dráhe. Takisto ich lákajú asteroidy, magnetom sú bohaté ložiská surovín, ktorých je na Zemi čoraz menej. Teleso s rozmerom jedného kilometra by mohlo uspokojiť celosvetovú ročnú spotrebu železa a veľký asteroid obsahuje toľko niklu, že by ho ľudstvo nikdy nespotrebovalo. Ťažba surovín je „biznis plánom“ viacerých firiem, medzi nimi aj Planetary Resources či Deep Space Industries. Vyvíjajú prieskumné i ťažobné technológie, aby po roku 2030 začali naostro.

Odskúšaný „biznis model“ dovolí spojiť vládne a súkromné kapacity. Okolo roku 2035 sa zrejme uskutoční veľkolepá výskumná misia NASA k Marsu a astronauti by pritom mohli využiť privátnu infraštruktúru – servisné centrá a „čerpacie stanice“. Naopak, robotickí baníci môžu mať osoh z navigačných či iných systémov vyvinutých pre diaľkové výpravy.

Firmy vložia investície len do ziskových projektov a štátna agentúra môže svojím „základným výskumom“ podnietiť nové nápady a podnikateľské plány. Kooperácia navyše urýchli vývoj technológií. Už dnes má Amerika najmenej tridsaťročný náskok, a ak nedôjde k neočakávanému globálnemu zvratu, krok za krokom do konca storočia môže ovládnuť vzdialený vesmír.

2015

Na jar sa znovu rozbehnú experimenty v urýchľovači LHC, ktorý má po inovovaní a úpravách schopnosť udeľovať časticiam ešte viac energie