What a planet needs to sustain life | Dave Brain

Překladatel: Lukáš Dušek Korektor: Kateřina Jabůrková

I'm really glad to be here.

Jsem vážně rád, že jsem tady.

I'm glad you're here,

Jsem rád, že jste tady i vy,

because that would be a little weird.

protože jinak by to bylo trochu divné.

I'm glad we're all here.

Jsem rád, že jsme tady my všichni.

And by "here," I don't mean here.

A když říkám "tady", tak nemyslím tady.

Or here.

Ani tady.

But here.

Ale tady.

I mean Earth.

Myslím na Zemi.

And by "we," I don't mean those of us in this auditorium,

A když říkám "my", nemyslím nás tady v sále,

but life,

ale život,

all life on Earth --

veškerý život na Zemi --

(Laughter)

(Smích)

from complex to single-celled,

od složitých organismů po jednobuněčné,

from mold to mushrooms

od plísně přes houby

to flying bears.

až po létající medvídky.

(Laughter)

(Smích)

The interesting thing is,

Zajímavé je,

Earth is the only place we know of that has life --

že Země je jediné místo, které známe, na němž je život,

8.7 million species.

8,7 milionu druhů.

We've looked other places,

Hledali jsme jinde,

maybe not as hard as we should or we could,

snad ne tak usilovně, jak jsme měli či mohli,

but we've looked and haven't found any;

ale hledali jsme a nic jsme nenašli,

Earth is the only place we know of with life.

Země je jediné známé místo, na němž je život.

Is Earth special?

Je Země výjimečná?

This is a question I've wanted to know the answer to

To je otázka, na kterou si přeji znát odpověď

since I was a small child,

už od dětství,

and I suspect 80 percent of this auditorium

a mám podezření, že 80 procent publika tady

has thought the same thing and also wanted to know the answer.

přemýšlelo o tomtéž a také chtělo znát odpověď.

To understand whether there are any planets --

Abychom poznali, zda jsou nějaké planety --

out there in our solar system or beyond --

ve sluneční soustavě nebo mimo ni --

that can support life,

které mohou nést život,

the first step is to understand what life here requires.

prvním krokem je poznat, co zdejší život vyžaduje.

It turns out, of all of those 8.7 million species,

Ukazuje se, že u všech těch 8,7 milionů druhů

life only needs three things.

život potřebuje jen 3 věci.

On one side, all life on Earth needs energy.

Na jednu stranu, všechen život na Zemi potřebuje energii.

Complex life like us derives our energy from the sun,

Složitý život jako my získává energii ze slunce,

but life deep underground can get its energy

ale život v hloubi země může získávat energii

from things like chemical reactions.

z věcí jako jsou chemické reakce.

There are a number of different energy sources

Existuje několik různých zdrojů energie

available on all planets.

na všech planetách.

On the other side,

Na druhou stranu,

all life needs food or nourishment.

veškerý život potřebuje jídlo nebo výživu.

And this seems like a tall order, especially if you want a succulent tomato.

Tohle vypadá jako náročný požadavek, obzvláště chcete-li šťavnaté rajčátko.

(Laughter)

(Smích)

However, all life on Earth derives its nourishment

Nicméně všechen život na Zemi získává výživu

from only six chemical elements,

z pouhých šesti chemických prvků

and these elements can be found on any planetary body

a tyto prvky lze najít na každé planetě

in our solar system.

naší sluneční soustavy.

So that leaves the thing in the middle as the tall pole,

Takže nám zbývá ta věc uprostřed jako hlavní překážka,

the thing that's hardest to achieve.

ta věc, kterou je nejtěžší obstarat.

Not moose, but water.

Ne ten los, ale voda.

(Laughter)

(Smích)

Although moose would be pretty cool.

Ačkoli los by byl prima.

(Laughter)

(Smích)

And not frozen water, and not water in a gaseous state, but liquid water.

Nikoli zmrzlá voda, ani voda v plynném skupenství, ale kapalná voda.

This is what life needs to survive, all life.

Tohle život potřebuje k přežití, veškerý život.

And many solar system bodies don't have liquid water,

A mnohá tělesa sluneční soustavy kapalnou vodu nemají,

and so we don't look there.

a tak tam nehledáme.

Other solar system bodies might have abundant liquid water,

Jiná tělesa sluneční soustavy možná mají kapalné vody hojnost,

even more than Earth,

dokonce víc než Země,

but it's trapped beneath an icy shell,

ale je uvězněna pod ledovým příkrovem,

and so it's hard to access, it's hard to get to,

a tak je těžko přístupná, těžko se k ní dostat,

it's hard to even find out if there's any life there.

těžko dokonce i jen zjistit, jestli tam nějaký život je.

So that leaves a few bodies that we should think about.

Takže zbývá pár těles, která připadají v úvahu.

So let's make the problem simpler for ourselves.

Tak si ten problém trochu zjednodušíme.

Let's think only about liquid water on the surface of a planet.

Omezme se na kapalnou vodu na povrchu planety.

There are only three bodies to think about in our solar system,

V naší sluneční soustavě přichází v úvahu jen tři tělesa,

with regard to liquid water on the surface of a planet,

pokud jde o kapalnou vodu na povrchu planety,

and in order of distance from the sun, it's: Venus, Earth and Mars.

a podle vzdálenosti od slunce to jsou: Venuše, Země a Mars.

You want to have an atmosphere for water to be liquid.

Je zapotřebí atmosféra, aby voda byla kapalná.

You have to be very careful with that atmosphere.

A atmosféru musíme zvolit pečlivě.

You can't have too much atmosphere, too thick or too warm an atmosphere,

Nesmí jí být příliš mnoho, nesmí být příliš hustá nebo příliš teplá,

because then you end up too hot like Venus,

protože potom bude příliš horko, jako na Venuši,

and you can't have liquid water.

a kapalnou vodu nedostanete.

But if you have too little atmosphere and it's too thin and too cold,

Ale pokud je atmosféry příliš málo a je příliš řídká a příliš studená,

you end up like Mars, too cold.

bude to jako na Marsu, příiš chladno.

So Venus is too hot, Mars is too cold,

Takže Venuše je příliš horká, Mars je příliš chladný

and Earth is just right.

a Země je tak akorát.

You can look at these images behind me and you can see automatically

Můžete si prohlédnout obrázky za mnou a hned je jasné,

where life can survive in our solar system.

kde v naší sluneční soustavě může existovat život.

It's a Goldilocks-type problem,

Je to jako v pohádce o 3 medvědech

and it's so simple that a child could understand it.

a je to tak jednoduché, že to pochopí i děcko.

However,

Nicméně

I'd like to remind you of two things

bych vám rád připomněl

z té pohádky o třech medvědech dvě věci, o nichž se asi moc neuvažuje,

from the Goldilocks story that we may not think about so often

but that I think are really relevant here.

ale které jsou podle mě relevantní zde.

Number one:

Za prvé:

if Mama Bear's bowl is too cold

Jestliže je miska mámy medvědice příliš studená,

when Goldilocks walks into the room,

když Mášenka vejde do světnice,

does that mean it's always been too cold?

znamená to, že byla studená vždycky?

Or could it have been just right at some other time?

Anebo mohla být někdy dříve tak akorát?

When Goldilocks walks into the room determines the answer

Čas, kdy Mášenka vejde do světnice, určuje odpověď,

that we get in the story.

kterou v příběhu dostaneme.

And the same is true with planets.

A stejné je to i s planetami.

They're not static things. They change.

Nejsou to statické věci. Mění se.

They vary. They evolve.

Mění se. Vyvíjejí se.

And atmospheres do the same.

A atmosféry dělají totéž.

So let me give you an example.

Dovolte mi uvést příklad.

Here's one of my favorite pictures of Mars.

Tady je má oblíbená fotografie Marsu.

It's not the highest resolution image, it's not the sexiest image,

Není to zrovna nejvyšší rozlišení, není to nejžhavější fotka,

it's not the most recent image,

není to ani nejnovější fotka,

but it's an image that shows riverbeds cut into the surface of the planet;

ale je to fotka, která ukazuje koryta řek vyrytá do povrchu planety,

riverbeds carved by flowing, liquid water;

koryta vyrytá tekoucí, kapalnou vodou,

riverbeds that take hundreds or thousands or tens of thousands of years to form.

koryta, která se vytvářela stovky, tisíce, desetitisíce či statisíce let.

This can't happen on Mars today.

To se dnes na Marsu stát nemůže.

The atmosphere of Mars today is too thin and too cold

Atmosféra na Marsu je dnes moc řídká a studená na to,

for water to be stable as a liquid.

aby zde byla voda stabilně kapalná.

This one image tells you that the atmosphere of Mars changed,

Tato jedna fotka vám prozradí, že atmosféra Marsu se změnila,

and it changed in big ways.

a to zcela zásadně.

And it changed from a state that we would define as habitable,

A změnila se ze stavu, který můžeme označit jako obyvatelný,

because the three requirements for life were present long ago.

protože ony tři požadavky na život zde byly - kdysi dávno.

Where did that atmosphere go

Kam se poděla ta atmosféra,

that allowed water to be liquid at the surface?

která umožnila vodě, aby byla na povrchu kapalná?

Well, one idea is it escaped away to space.

No, jeden názor je, že unikla do vesmíru.

Atmospheric particles got enough energy to break free

Atmosférické částice získaly dost energie,

from the gravity of the planet,

aby unikly gravitaci planety,

escaping away to space, never to return.

unikly do vesmíru a už se nikdy nevrátily.

And this happens with all bodies with atmospheres.

A tohle se děje všem tělesům s atmosférou.

Comets have tails

Komety mají chvosty,

that are incredibly visible reminders of atmospheric escape.

které jsou neuvěřitelně názornou připomínkou úniku atmosféry.

But Venus also has an atmosphere that escapes with time,

Ale Venuše má také atmosféru, která časem uniká,

and Mars and Earth as well.

a Mars i Země též.

It's just a matter of degree and a matter of scale.

Je to jen otázka stupně a otázka míry.

A tak bychom rádi přišli na to, kolik jí uniklo postupem času,

So we'd like to figure out how much escaped over time

so we can explain this transition.

abychom vysvětlili tento přechod.

How do atmospheres get their energy for escape?

Jak atmosféry získávají energii pro únik?

How do particles get enough energy to escape?

Jak částice získávají dost energie na únik?

There are two ways, if we're going to reduce things a little bit.

Jsou dva způsoby, pokud věci trochu zjednodušíme.

Number one, sunlight.

Za prvé: sluneční svit.

Light emitted from the sun can be absorbed by atmospheric particles

Světlo vydávané sluncem může být pohlceno atmosférickými částicemi

and warm the particles.

a tyto částice zahřát.

Yes, I'm dancing, but they --

Ano, teď tančím, ale ony --

(Laughter)

(Smích)

Oh my God, not even at my wedding.

Probůh, dokonce ani na vlastní svatbě.

(Laughter)

(Smích)

They get enough energy to escape and break free

Ony získají dost energie na to, aby unikly a dostaly se

from the gravity of the planet just by warming.

z gravitačního pole planety jen tím, že se zahřejí.

A second way they can get energy is from the solar wind.

Druhý způsob, jak můžou získat energii, je ze slunečního větru.

These are particles, mass, material, spit out from the surface of the sun,

To jsou částice, hmota, materiál, vyplivnutý z povrchu slunce

and they go screaming through the solar system

a svištící sluneční soustavou

at 400 kilometers per second,

rychlostí 400 kilometrů za sekundu,

sometimes faster during solar storms,

občas rychleji během slunečních bouří,

and they go hurtling through interplanetary space

a řítí se meziplanetárním prostorem

towards planets and their atmospheres,

k planetám a jejich atmosférám

and they may provide energy

a mohou poskytnout energii

for atmospheric particles to escape as well.

atmosférickým částicím, aby unikly také.

This is something that I'm interested in,

Tohle je něco, co mě zajímá,

because it relates to habitability.

protože to souvisí s obyvatelností.

I mentioned that there were two things about the Goldilocks story

Říkal jsem, že v příběhu o třech medvědech jsou dvě věci,

that I wanted to bring to your attention and remind you about,

na které vás chci upozornit a připomenout vám je,

and the second one is a little bit more subtle.

a ta druhá je trochu rafinovanější.

If Papa Bear's bowl is too hot,

Jestli je miska táty medvěda příliš horká,

and Mama Bear's bowl is too cold,

a miska mámy medvědice příliš studená,

shouldn't Baby Bear's bowl be even colder

neměla by být miska medvíďátka ještě studenější,

if we're following the trend?

pokud budeme pokračovat takto dál?

This thing that you've accepted your entire life,

Tato skutečnost, již jste přijímali celý život,

when you think about it a little bit more, may not be so simple.

když se nad ní trochu víc zamyslíte, není možná tak jednoduchá.

And of course, distance of a planet from the sun determines its temperature.

A samozřejmě: vzdálenost planety od slunce určuje její teplotu.

This has to play into habitability.

To se musí promítnout do obyvatelnosti.

But maybe there are other things we should be thinking about.

Ale jsou možná i další věci, nad nimiž je třeba se zamyslet.

Maybe it's the bowls themselves

Možná jsou to samotné misky,

that are also helping to determine the outcome in the story,

které spolurozhodují o výsledku příběhu,

what is just right.

o tom, co je tak akorát.

I could talk to you about a lot of different characteristics

Mohl bych vám vyprávět o mnoha odlišných vlastnostech

of these three planets

těchto tří planet,

that may influence habitability,

jež mohou ovlivnit jejich obyvatelnost,

but for selfish reasons related to my own research

ale ze sobeckých důvodů, souvisejících s mým výzkumem,

and the fact that I'm standing up here holding the clicker and you're not --

a protože tu stojím a držím tohle ovládání, a vy ne --

(Laughter)

(Smích)

I would like to talk for just a minute or two

-- bych chtěl mluvit minutku či dvě

about magnetic fields.

o magnetických polích.

Earth has one; Venus and Mars do not.

Země ho má, Venuše ani Mars ne.

Magnetic fields are generated in the deep interior of a planet

Magnetická pole vznikají hluboko v nitru planety

by electrically conducting churning fluid material

z převalujícího se elektricky vodivého tekutého materiálu,

that creates this big old magnetic field that surrounds Earth.

který vytváří to velké magnetické pole, které obklopuje Zemi.

If you have a compass, you know which way north is.

A když máte kompas, víte, kde je sever.

Venus and Mars don't have that.

Venuše ani Mars to nemají.

If you have a compass on Venus and Mars,

Když máte kompas na Venuši nebo Marsu,

congratulations, you're lost.

bezva, jste ztraceni.

(Laughter)

(Smích)

Does this influence habitability?

Ovlivňuje to obyvatelnost?

Well, how might it?

Jak by mohlo?

Many scientists think that a magnetic field of a planet

Mnoho vědců si myslí, že magnetické pole planety

serves as a shield for the atmosphere,

slouží jako štít pro atmosféru,

deflecting solar wind particles around the planet

odklání částice slunečního větru kolem planety,

in a bit of a force field-type effect

trochu jako silové pole,

having to do with electric charge of those particles.

související s elektrickým nábojem těch částic.

I like to think of it instead as a salad bar sneeze guard for planets.

Já to spíš vidím jako protikýchací sklo v salátovém baru, jenže pro planety.

(Laughter)

(Smích)

And yes, my colleagues who watch this later will realize

A vážně, mým kolegům, kteří toto později uvidí, dojde,

this is the first time in the history of our community

že je to poprvé v historii našeho společenství,

that the solar wind has been equated with mucus.

kdy byl sluneční vítr ztotožněn s hlenem.

(Laughter)

(Smích)

OK, so the effect, then, is that Earth may have been protected

Dobrá, takže výsledek tedy je, že Země možná byla chráněna

for billions of years,

miliardy let,

because we've had a magnetic field.

protože máme magnetické pole.

Atmosphere hasn't been able to escape.

Atmosféra nemohla uniknout.

Mars, on the other hand, has been unprotected

Mars byl naopak nechráněný,

because of its lack of magnetic field,

neboť postrádá magnetické pole

and over billions of years,

a za miliardy let

maybe enough atmosphere has been stripped away

bylo možná odstraněno dost atmosféry na to,

to account for a transition from a habitable planet

aby to vysvětlilo přerod z obyvatelné planety

to the planet that we see today.

v planetu, kterou vidíme dnes.

Other scientists think that magnetic fields

Jiní vědci se domnívají, že magnetická pole

may act more like the sails on a ship,

fungují spíše jako plachty na lodi

enabling the planet to interact with more energy from the solar wind

umožňující planetě zachytit více energie ze slunečního větru,

than the planet would have been able to interact with by itself.

než kolik by jí byla schopna zachytit sama o sobě.

The sails may gather energy from the solar wind.

Tyto plachty mohou shromažďovat energii ze slunečního větru.

The magnetic field may gather energy from the solar wind

Magnetické pole může shromažďovat energii ze solárního větru,

that allows even more atmospheric escape to happen.

která umožňuje ještě větší únik atmosféry.

It's an idea that has to be tested,

Je to myšlenka, kterou je třeba prověřit,

but the effect and how it works

ale výsledek a způsob fungování

seems apparent.

se zdají být zřejmé.

That's because we know

To proto, že víme,

energy from the solar wind is being deposited into our atmosphere

že energie ze solárního větru je skladována v naší atmosféře

here on Earth.

tady na Zemi.

That energy is conducted along magnetic field lines

Tato energie je vedena po čárách magnetického pole

down into the polar regions,

až do polárních oblastí,

resulting in incredibly beautiful aurora.

kde vytváří neuvěřitelně krásnou polární zář,

If you've ever experienced them, it's magnificent.

jestli jste ji někdy zažili, je velkolepá.

We know the energy is getting in.

Víme, že energie se dostává dovnitř.

We're trying to measure how many particles are getting out

Snažíme se změřit, kolik částic se dostává ven

and if the magnetic field is influencing this in any way.

a jestli na to má magnetické pole nějaký vliv.

So I've posed a problem for you here,

Takže jsem vám zde předložil problém,

but I don't have a solution yet.

ale zatím pro něj nemám řešení.

We don't have a solution.

Nemáme řešení.

But we're working on it. How are we working on it?

Ale pracujeme na něm. Jak na něm pracujeme?

Well, we've sent spacecraft to all three planets.

Inu, poslali jsme sondy na všechny tři planety.

Some of them are orbiting now,

Některé z nich nyní obíhají,

including the MAVEN spacecraft which is currently orbiting Mars,

včetně sondy MAVEN, které v současnosti obíhá kolem Marsu,

which I'm involved with and which is led here,

na které se podílím a která je vedena odsud,

out of the University of Colorado.

z Coloradské university.

It's designed to measure atmospheric escape.

Je navržena tak, aby měřila unikání atmosféry.

We have similar measurements from Venus and Earth.

Máme podobná měření z Venuše i Země.

Once we have all our measurements,

Jakmile budeme mít naše měření,

we can combine all these together, and we can understand

můžeme je skloubit a pochopit,

how all three planets interact with their space environment,

jak všechny tři planety interagují s vesmírným prostředím,

with the surroundings.

se svým okolím.

And we can decide whether magnetic fields are important for habitability

A budeme moct určit, zda jsou magnetická pole důležitá pro obyvatelnost,

or not.

nebo ne.

Once we have that answer, why should you care?

Až dostaneme odpověď, proč by vás to mělo zajímat?

I mean, I care deeply ...

Mě to tedy zajímá hluboce...

And financially as well, but deeply.

Také finančně, ale hluboce.

(Laughter)

(Smích)

First of all, an answer to this question

Zaprvé, odpověď na tuto otázku

will teach us more about these three planets,

nás naučí více o těchto třech planetách,

Venus, Earth and Mars,

Venuši, Zemi a Marsu,

not only about how they interact with their environment today,

nejen o tom, jak interagují se svým prostředím dnes,

but how they were billions of years ago,

ale i tom, jaké byly před miliardami let,

whether they were habitable long ago or not.

jestli byly kdysi obyvatelné, nebo ne.

It will teach us about atmospheres

Poučí nás to o atmosférách,

that surround us and that are close.

které nás obklopují a jsou blízko.

But moreover, what we learn from these planets

Ale navíc to, co se naučíme od těchto planet,

can be applied to atmospheres everywhere,

můžeme aplikovat na atmosféru všude,

including planets that we're now observing around other stars.

včetně planet, které nyní pozorujeme kolem jiných hvězd.

For example, the Kepler spacecraft,

Například sonda Kepler,

which is built and controlled here in Boulder,

která byla postavena a je ovládána tady v Boulderu,

has been observing a postage stamp-sized region of the sky

pozoruje oblast nebe o velikosti poštovní známky

for a couple years now,

už pár let

and it's found thousands of planets --

a nalezla tisíce planet --

in one postage stamp-sized region of the sky

v oblasti nebe o velikosti poštovní známky,

that we don't think is any different from any other part of the sky.

kterou nepovažujeme za odlišnou od jakékoli jiné části oblohy.

We've gone, in 20 years,

Dostali jsme se za 20 let

from knowing of zero planets outside of our solar system,

od žádné známé planety mimo sluneční soustavu

to now having so many,

k tolika,

that we don't know which ones to investigate first.

že nevíme, kterou prozkoumat první.

Any lever will help.

Jakýkoli nástroj se hodí.

In fact, based on observations that Kepler's taken

Vlastně na základě pozorování provedených Keplerem

and other similar observations,

a dalších podobných pozorování,

we now believe that,

se nyní domníváme,

of the 200 billion stars in the Milky Way galaxy alone,

že z 200 miliard hvězd jen v galaxii Mléčné dráhy,

on average, every star has at least one planet.

má každá hvězda průměrně alespoň jednu planetu.

In addition to that,

Navíc odhady naznačují,

estimates suggest there are somewhere between 40 billion and 100 billion

že něco mezi 40 a 100 miliardami

of those planets that we would define as habitable

těchto planet můžeme označit za obyvatelné,

in just our galaxy.

a to jen v naší galaxii.

We have the observations of those planets,

Máme pozorování těchto planet,

but we just don't know which ones are habitable yet.

ale zatím nevíme, které jsou obyvatelné.

It's a little bit like being trapped on a red spot --

Je to trochu jako být uvězněný na červeném plácku --

(Laughter)

(Smích)

on a stage

na jevišti

and knowing that there are other worlds out there

a vědět, že tam venku jsou jiné světy

and desperately wanting to know more about them,

a zoufale chtít o nich vědět více,

wanting to interrogate them and find out if maybe just one or two of them

toužit po tom se jich zeptat a zjistit, jestli aspoň jeden nebo dva z nich

are a little bit like you.

jsou trochu jako vy.

You can't do that. You can't go there, not yet.

Nejde to. Nemůžete tam jet, ještě ne.

And so you have to use the tools that you've developed around you

A tak musíte používat nástroje, které jste si vytvořili tady

for Venus, Earth and Mars,

pro Venuši, Zemi a Mars

and you have to apply them to these other situations,

a musíte je aplikovat na tyto další situace

and hope that you're making reasonable inferences from the data,

a doufat, že vaše závěry z dat jsou rozumné

and that you're going to be able to determine the best candidates

a že budete schopni určit nejlepší kandidáty na obyvatelné planety,

for habitable planets, and those that are not.

a na ty, které nejsou.

In the end, and for now, at least,

Nakonec tedy, alespoň prozatím,

this is our red spot, right here.

tohle je ten náš červený plácek, přímo tady.

This is the only planet that we know of that's habitable,

Toto je jediná planeta, o níž víme, že je obyvatelná,

although very soon we may come to know of more.

ačkoli velmi brzy můžeme poznat další.

But for now, this is the only habitable planet,

Ale prozatím je to jediná obyvatelná planeta

and this is our red spot.

a je to náš červený plácek.

I'm really glad we're here.

Jsem rád, že jsme tady.

Thanks.

Děkuji.

(Applause)

(Potlesk)