Stručná historie téměř všeho

Seznamte se se základy života a vesmíru

Jak jsme se sem dostali? Odkud se vzal vesmír? Co je to vlastně vesmír? Těmito otázkami se velcí myslitelé a vědci zabývají již po tisíciletí, ale teprve nyní se začínáme blížit k vytvoření úplného obrazu našeho, fascinujícím způsobem složitého, vesmíru.

Toto shrnutí vám poskytne odpovědi na všechny hlavní existenciální otázky. Dozvíte se, jak vznikl vesmír, jak se zrodil život a jak přišly velké mozky světa na své převratné myšlenky.

Ale jakkoli nám věda dala mnoho, pokud jde o naše chápání světa, četné otázky jsou stále nezodpovězené. Mnoho forem života žijících v hlubinách našich oceánů, velká část toho, co tvoří vesmír, a dokonce i prvky světa pod našima nohama stále zůstávají zahaleny tajemstvím.

Vesmír se vyvinul z neuvěřitelně hustého bodu ohromnou rychlostí

Píše se rok 1965. Dva radioastronomové, Arno Penzias a Robert Wilson, pracují s velkou komunikační anténou v New Jersey. Snaží se najít kousek rádiového ticha, aby mohli provádět experimenty. Ale ukazuje se to jako téměř nemožné. Kamkoli anténu nasměrují, objeví se trvalé rušení – podivné, neostré syčení, které prostě nemizí.

Penzias a Wilson zkoušejí všechno, aby se syčení zbavili. Přestavují své přístroje. Přestavují a znovu testují své systémy. Vylezou na anténu a očistí ji od ptačích výkalů. Sykot prostě nezmizí.

V rozčilení kontaktují Roberta Dicka, astrofyzika z Princetonu. Když Dicke vyslechne jejich příběh, okamžitě ví, oč jde – je to záření kosmického pozadí, které zůstalo po zrodu vesmíru. Úplnou náhodou se Penziasovi a Wilsonovi podařilo najít první konkrétní důkaz velkého třesku – okamžiku, kdy se zrodil náš vesmír.

Co se tedy přesně stalo, když vesmír vznikl?

Teorie velkého třesku tvrdí, že vesmír vznikl jako jediný bod nicoty zvaný singularita. Tento bod byl tak kompaktní, že neměl žádné rozměry. V tomto jediném, nekonečně hustém bodu byly soustředěny všechny stavební kameny vesmíru.

Najednou (a nikdo neví proč) tato singularita explodovala. V jediném okamžiku se veškerý budoucí obsah vesmíru rozletěl do prázdna.

Rozsah a rychlost této exploze je těžko představitelná. Vědci se domnívají, že bezprostředně po velkém třesku se vesmír každých 10-34 sekund zdvojnásobil. Možná je těžké pochopit, jak rychle to je, takže to řekněme jinak. Během pouhých tří minut se vesmír zvětšil z nepatrné skvrnky na více než 100 miliard světelných let v průměru. 98 % veškeré hmoty spolu se základními silami, které řídí vesmír. To vše vzniklo za dobu, kterou potřebujete k přípravě sendviče.

Když se tedy vrátíme k Arno Penziasovi a Robertu Wilsonovi a jejich syčení, co přesně objevili?

Intenzivní energie uvolněná během velkého třesku se nakonec ochladila a přeměnila na mikrovlny. Právě tyto mikrovlny Penzias a Wilson zachytili jako syčení. A k tomu, abyste tento důkaz zpozorovali, nepotřebujete ani obrovskou komunikační anténu; zvládne to každý, kdo má televizi. Stačí rozladit televizi a poslouchat, jestli se mezi stanicemi neobjevuje podivný statický šum. Přibližně 1 % tohoto statického rušení je pozůstatkem velkého třesku – pozůstatkem prvních okamžiků našeho vesmíru.

Vesmír je tak velký, že v něm pravděpodobně existují další bytosti, jen jsme je zatím nenašli

Myslíte si, že jsme ve vesmíru sami?

Než odpovíte, podívejme se nejprve na zvláštnosti vesmíru. Od velkého třesku se vesmír rozpíná. Z malinké skvrnky, kterou byla singularita, se viditelný vesmír rozrostl na více než milion milionů milionů kilometrů.

V tomto obrovském prostoru se nachází přibližně 140 miliard galaxií. I toto číslo je pravděpodobně příliš velké na to, aby ho kdokoli z nás dokázal skutečně pochopit. Pojďme si to tedy říci relativněji. Kdyby každá z těchto 140 miliard galaxií byla zmrzlým hráškem, bylo by jich tolik, že by zaplnily velký sál. To je hodně hrášku.

Astronomové si nejsou jisti, kolik hvězd je v naší vlastní galaxii. Odhadují však, že je to něco mezi 100 a 400 miliardami hvězd.

Nyní si tuto otázku položme znovu, tentokrát s vědomím, že vesmír je tak obrovský, s mnoha galaxiemi, hvězdami a planetami: Myslíte si, že jsme ve vesmíru sami? Zdá se to nepravděpodobné, že? Vesmír je tak velký, že tam venku pravděpodobně existují další bytosti, jen jsme je zatím nenašli.

Ale kolik je tam vlastně mimozemšťanů? Podle rovnice profesora Franka Drakea z roku 1961 je možné, že jsme pouze jednou z milionů dalších vyspělých civilizací.

Zde je způsob, jak Drake provedl svůj výpočet. Nejprve vydělil počet hvězd ve vybrané části vesmíru počtem hvězd, které by mohly podporovat planetární systémy. Poté tento počet vydělil počtem systémů, které by teoreticky mohly podporovat život. Nakonec tento počet vydělil počtem planet, na kterých by se mohl vyvinout inteligentní život.

Ačkoli se počet při každém dělení nesmírně zmenšuje, Drake dospěl k závěru, že existuje velké množství civilizací. Odhadoval, že jen v naší galaxii mohou existovat miliony vyspělých civilizací.

Ale nenechme se příliš unést. Jak jsme již zjistili, vesmír je obrovský. Průměrná vzdálenost mezi dvěma hypotetickými civilizacemi je pravděpodobně nejméně 200 světelných let. Jeden světelný rok mimochodem odpovídá přibližně 9,3 bilionu km. Takže i kdyby mimozemské civilizace existovaly, jsou pravděpodobně tak daleko, že je nepravděpodobné, že bychom je v dohledné době spatřili.

Isaac Newton chtěl pochopit, jak se vesmír a Země pohybují

Isaac Newton se věnoval rozvoji vědy. A byl připraven pro tuto věc obětovat i své tělo.

Málokdo jiný by se například pokusil zkoumat mechaniku lidského zraku tak, že by si do oka strčil jehlu. A mnoho vědců by pravděpodobně nezíralo do Slunce, aby otestovalo hranice naší schopnosti – zírání do Slunce.

Ano, Isaac Newton byl dost výstřední. Byl také jedním z nejgeniálnějších a nejvýznamnějších mozků, které kdy žily.

Mnozí považují za nejvlivnější dílo Isaaca Newtona Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.

Tento titul se však na seznamu letní četby většiny lidí neobjeví. Je totiž neuvěřitelně obtížný na pochopení. Newton ji záměrně vytvořil tak, aby ji laik téměř nemohl pochopit. Nechtěl se o své myšlenky dělit s pouhými amatéry. Ale pro ty, kteří ji pochopí, je Principia jedním z nejdůležitějších vědeckých děl všech dob.

Obsahuje mnoho převratných myšlenek. Například Newtonův univerzální gravitační zákon. Ten říká, že všechna tělesa ve vesmíru (velká i malá) působí přitažlivě na všechna ostatní tělesa. Míra jejich přitažlivosti je úměrná jejich hmotnosti. Vezměme si tedy dva příklady: Hvězdy, které jsou obrovské, mají gravitační sílu dostatečně silnou na to, aby přitahovaly planety na oběžnou dráhu. Ale vaše stolní lampa s relativně malou hmotností působí mnohem menší gravitační silou. Proto nevidíte, že by kolem ní obíhaly vaše tužky.

Principia pomohla vědcům pochopit mnoho o vesmíru a také více o planetě Zemi. Newtonovy zákony nám například umožňují odhadnout hmotnost Země – je to asi 5,9725 miliardy bilionů metrických tun.

Pomohly nám také odhalit skutečný tvar planety. Newtonovy zákony prokázaly, že Země není kulovitá. Síla rotace Země způsobuje, že se na pólech mírně zplošťuje a na rovníku vyklenuje. Přesněji řečeno je tedy Země spíše zaobleným sféroidem než skutečnou koulí.

Přestože nám Isaac Newton pomohl dozvědět se více o pohybu a tvaru naší planety, neřekl nám nic o jejím stáří.

Radioaktivita ukázala, jak moc je Země stará

V roce 1650 se irský arcibiskup James Ussher rozhodl, že se pokusí odpovědět na dlouholetou otázku – jak stará je Země?

Na základě informací obsažených ve Starém zákoně a několika dalších historických dokumentech se Ussher pustil do práce. Po pečlivém zvážení přišel s velmi přesnou odpovědí – země byla stvořena v poledne 23. října 4004 před naším letopočtem.

Ussherova odpověď se příliš neujala. Většina vědců se v té době domnívala, že planeta je mnohem, mnohem starší. Jediným problémem bylo, že neměli možnost určit její přesné stáří.

Geologové v devatenáctém století dokázali z hornin Země vyčíst mnohé. Podle vrstev v horninách mohli určit, že v historii Země proběhlo mnoho geologických období. Dokázali určit, které horniny jsou starší a které novější, a že vytvoření každé vrstvy horniny muselo trvat miliony let. Nemohli si však být jisti, jak dlouho přesně.

Stáří Země se podařilo zjistit až ve dvacátém století. A nástrojem, který toto tajemství konečně odhalil, byla radioaktivita.

Pojem radioaktivita pochází z roku 1896, kdy Marie a Pierre Curieovi zjistili, že některé horniny uvolňují energii, aniž by se projevila změna jejich velikosti nebo tvaru. Tento jev pojmenovali radioaktivita. Práce manželů Curieových zaujala fyzika Ernesta Rutherforda. Rutherford zjistil, že radioaktivní prvky se rozpadají na jiné prvky. Například jeden druh uranu (uran-235) se rozpadá na druh olova (olovo-207). Navíc tento rozpad probíhá vždy stejnou rychlostí. Rozpad poloviny prvků v daném vzorku trvá vždy stejně dlouho. Tento proces se nazývá poločas rozpadu a je velmi užitečný pro odhad stáří nějaké věci.

Když znáte poločas rozpadu uranu 235 a víte, že se rozpadá na olovo 207, můžete vypočítat stáří horniny změřením aktuálního množství těchto dvou prvků v ní.

Teprve v roce 1956 se všechny tyto objevy spojily a bylo známo stáří Země. V tomto roce Clair Cameron Patterson vypracoval přesnou metodu datování pomocí starých meteoritů. Určil, že stáří Země je přibližně 4,55 miliardy let – cca 70 milionů let.

Einsteinova zvláštní teorie relativity tvrdí, že čas je relativní

Všichni známe Alberta Einsteina jako jednoho z nejslavnějších vědců všech dob. Einsteinův raný život však zdaleka nebyl tak oslnivý. Jak se ukázalo, nebyl velkým vzdělancem a dokonce neuspěl u prvních přijímacích zkoušek na vysokou školu. Na univerzitě mladý Einstein skutečně studoval, aby se stal středoškolským učitelem přírodních věd, ale pak nemohl získat učitelské místo.

Einstein nakonec pracoval na švýcarském patentovém úřadě. Právě v této skromné funkci patentového úředníka se Einstein v roce 1905 poprvé zapsal do povědomí světa. A byla to docela výrazná stopa. Práce, které toho roku publikoval, zcela změnily vědu.

Einstein svou zvláštní teorii relativity poprvé vysvětlil v pracech z roku 1905. Velmi zjednodušeně řečeno, tato teorie tvrdí, že pojem času je relativní – nepostupuje neustále.

Může být obtížné si tento koncept představit. Koneckonců, čas se zdá být konstantní. Každá vteřina, každá minuta, každá hodina plyne naprosto stejnou rychlostí. Nezrychluje se ani nezpomaluje a máme pocit, že ho nemůžeme nijak změnit.

Ale čas je relativní. Čas může plynout různou rychlostí v závislosti na různých okolnostech. Souvisí to s vaší relativní pozicí a rychlostí ve srovnání s někým nebo něčím jiným.

Pro vysvětlení použijme příklad britského filozofa Bertranda Russella. Představte si, že stojíte na nádražním nástupišti. Ke stanici se blíží vlak jedoucí téměř rychlostí světla. Pro vás by tento vlak vypadal zkresleně a hlasy těch, kteří se nacházejí uvnitř rychle jedoucího vlaku, by zněly pokřiveně a zpomaleně, jako deska přehrávaná nesprávnou rychlostí. Kdybyste se podívali na nějaké hodiny uvnitř vlaku, zjistili byste, že jdou pomaleji než nádražní hodiny na nástupišti.

Zatím je to divné. Ale tohle je ještě divnější. Všichni ve vlaku by vnímali věci jako normální. Jejich hlasy a pohyby by se jevily tak, jak mají – plynule a normální rychlostí. I hodiny ve vlaku by pro ně běžely normálně. Kdyby se však podívali na vás na nástupišti, připadali byste jim zkreslení, mluvili byste pomalu a pohybovali byste se podivně.

V závislosti na rychlosti a vaší relativní poloze vůči pohybujícímu se objektu zažíváte různé rychlosti času. Jednoduché, že?

Einstein však ještě nebyl u konce. V další kapitole se budeme zabývat jeho druhým velkým přínosem vědě.

Einsteinova obecná teorie relativity zcela změnila náš pohled na gravitaci

Věděli jste, že se ve vás skrývá obrovské množství energie? Ve všech atomech a molekulách vašeho těla je obsažena celá řada potenciální energie. Kdybyste uvolnili veškerou energii ve svém těle, vytvořili byste explozi odpovídající 30 vodíkovým bombám.

A tato energie se nenachází jen v našem těle. Vše, co má hmotnost, každá hornina, forma života i planeta, má obrovské množství potenciální energie.

Albert Einstein popsal toto spojení mezi hmotou a energií ve své nejslavnější rovnici: E = mc², neboli energie se rovná hmotnosti krát rychlost světla na druhou.

Velmi, velmi jednoduše řečeno, E = mc² vysvětluje, že hmotnost a energie jsou v podstatě totéž. Hmotnost je prostě potenciální energie připravená k uvolnění. To však nebyl Einsteinův konečný objev.

Einsteinova obecná teorie relativity, publikovaná v roce 1917, navrhla revoluční koncept časoprostoru. Jak název napovídá, časoprostor kombinuje tři rozměry prostoru se čtvrtým rozměrem – časem. Jinými slovy, prostor a čas jsou prvky téže entity.

Představit si podivný koncept časoprostoru může být poměrně obtížné. Jednou z užitečných analogií je představit si jej jako plát natažené gumy. Tento plát je plochý, ale je poddajný – může se deformovat a ohýbat.

Představa časoprostoru mimo jiné zcela změnila naše představy o gravitaci. Gravitace je vlastně zakřivení časoprostoru.

Takto to funguje. Objekty s hmotností ohýbají časoprostor. Objekty s větší hmotností ho zakřivují více. Když menší objekty procházejí časoprostorem, končí v těchto křivkách; to je v podstatě gravitace.

Vraťme se k našemu plátu gumy. Pokud do středu plátu umístíme velký kulatý předmět, například bowlingovou kouli, plát se roztáhne a prohne. Tímto způsobem roztahují a zakřivují časoprostor masivní objekty, jako je Slunce.

Nyní si představte, že po listu kutálíte kuličku. Ta se bude snažit cestovat po přímce. Jakmile se však kulička přiblíží k bowlingové kouli, začne se vychylovat z dráhy. Začne sledovat sklon, který vytvořil těžší objekt. Brzy skončí tak, že bude obíhat kolem oblouku gumového plátu, stejně jako planety obíhají kolem Slunce.

Einstein tak v jedné elegantní teorii vysvětlil světu, jak funguje gravitace.

Princip neurčitosti Wernera Heisenberga vysvětluje, jak se částice pohybují

Jak jsme právě zjistili, Albert Einstein nám pomohl pochopit obrovské jevy, jako je čas a gravitace. Ale co ty nejmenší věci ve vesmíru? Co atomy, molekuly a částice? Fungují Einsteinovy teorie i v tomto malém měřítku? Ne tak docela.

Atom se skládá z jádra vyplněného neutrony a kladně nabitými protony. Kolem tohoto jádra se točí záporně nabité elektrony. Chování protonů a elektronů atomu mátlo první vědce, kteří je studovali. Podle běžných fyzikálních zákonů by rotující elektrony měly velmi rychle vyprchat. Kladně nabité protony nacpané v jádře by se měly navzájem odpuzovat. Jinými slovy, atomy by neměly vůbec existovat.

Aby bylo možné se s tímto bizarním atomovým světem vypořádat, bylo zapotřebí nového vědního oboru – ten se stal známým jako kvantová teorie. Důležitou postavou při vývoji kvantové teorie byl Werner Heisenberg. V roce 1926 vytvořil koncept kvantové mechaniky.

Jádrem jeho teorie byl princip neurčitosti. Tento princip funguje následovně. Když fyzikové poprvé měřili elektrony, které se otáčely kolem jádra atomu, byli svědky něčeho zvláštního – někdy se elektrony chovaly jako vlna a někdy jako částice. Fyzikové byli zmateni. Jak mohou být dvěma věcmi najednou? Mohly být buď vlnou, nebo částicí. Ale ne obojím.

Heisenbergův princip neurčitosti tuto hádanku vyřešil. Zjednodušeně řečeno, princip neurčitosti tvrdí, že elektron je částice, ale je to částice, kterou můžete vysvětlit stejně jako vlnu. Princip také vysvětluje, jak je možné pouze vědět, kde se elektron právě nachází, nebo znát jeho dráhu a rychlost. Není možné znát jak jeho polohu, tak jeho dráhu. To znamená pouze to, že nelze ve skutečnosti předpovědět, kde se elektron bude nacházet; lze pouze odhadnout jeho pravděpodobnost, že se někde nachází.

Kvantová teorie je složitá na pochopení, ale pomáhá vysvětlit velmi malé entity. Nelze ji použít k vysvětlení velkých věcí ve vesmíru, jako je gravitace a čas. Na druhou stranu teorie relativity je skvělá pro pochopení větších sil ve vesmíru. Je však beznadějná při vysvětlování subatomárního světa. Vědě tak zbývají dvě teorie – kvantová fyzika a teorie relativity. Nikdo zatím nenašel teorii, která by vysvětlovala vše.

Existují čtyři jedinečná kritéria, která umožňují život na planetě Zemi

Až příště vyjdete z domu, věnujte trochu času tomu, abyste si všimli svého okolí. Zejména si zkuste všimnout obrovské rozmanitosti života. Možná uvidíte ptáky, hmyz, ještěrky, hlodavce, psy, kočky a samozřejmě své bližní.

Zdá se, že planeta Země se hemží životem. To vás může vést k myšlence, že naše planeta je přátelským místem k životu.

Zdaleka tomu tak není.

Navzdory mimořádné rozmanitosti života na Zemi není naše planeta zdaleka tak pohostinná. Jako lidé jsme nuceni žít na relativně malém kousku planety. Nemůžeme přežít v poušti nebo na Antarktidě. Nemůžeme žít na oceánech ani v nich. Podle jednoho odhadu je 99,5 % obyvatelného prostoru Země pro člověka zcela nepřístupné.

Vzhledem k tomu, jak těžké je žít na většině Země, je překvapením, že tu vůbec jsme. Ve skutečnosti máme neuvěřitelné štěstí, že vůbec máme kousek Země k životu.

Aby byla planeta obyvatelná, musí splňovat čtyři kritéria.

Za prvé musí být v té správné vzdálenosti od hvězdy. Planeta, která je příliš blízko hvězdě, bude příliš horká na to, aby se na ní udržel život, ale když bude příliš daleko, bude příliš chladná na to, aby se na ní život mohl rozvíjet. Ve skutečnosti kdyby Země byla jen o 5 % blíže ke Slunci nebo jen o 15 % dále od něj, život by se nevyvinul.

Za druhé, planeta musí mít atmosféru, která chrání život před kosmickým zářením. Na Zemi můžeme poděkovat roztavenému jádru naší planety za to, že nám poskytuje ochrannou atmosféru.

Za třetí potřebujeme dokonale velký Měsíc. Bez našeho skalnatého, důlkovitého společníka by se Země otáčela mnohem rychleji. Její závratné otáčení by způsobilo, že by se klima a počasí začala hroutit.

Za čtvrté, je důležité načasování. Složitý sled událostí, které vedly k naší existenci, se musel odehrát určitým způsobem v určitou dobu, aby vznikl život. Například náš Měsíc vznikl poté, co do Země zhruba před 4,4 miliardami let narazila planeta velikosti Marsu. Této srážce můžeme poděkovat za to, že jsme získali náš dokonale velký Měsíc. Můžeme také poděkovat tomu, že k ní došlo před miliardami let, tedy ještě před vznikem života. Kdyby k ní došlo později, mohla život na Zemi úplně zničit.

O životě v oceánech toho víme překvapivě málo

Většina z nás tráví svůj život na souši. Když pomineme námořní kapitány a olympijské jachtaře, jen málokdo z nás tráví mnoho času na otevřené vodě.

Protože se jen zřídkakdy vydáváme daleko od pevniny, nepřemýšlíme o tom, kolik vody je na Zemi – 1,3 miliardy kilometrů krychlových.

97 % veškeré vody na Zemi se nachází v oceánech. A přesto jsme ji po většinu lidské historie ignorovali. První skutečný výzkum oceánů byl zorganizován až v roce 1872. Tehdy Britové vyslali na průzkum moří bývalou válečnou loď HMS Challenger. Challenger a jeho posádka tři a půl roku brázdili světové oceány. Během cesty sbírali mořské organismy a prováděli měření. Výsledkem jejich výzkumu byla rozsáhlá padesátisvazková zpráva a nová vědní oblast – oceánografie.

Tato nová věda se však příliš neujala. Další postavy v našem příběhu oceánografie se objevují až ve 30. letech 20. století.

Otis Barton a William Beebe se zajímali o to, co lze nalézt na dně nejhlubšího oceánu. Aby se dostali tak hluboko, postavili malou železnou ponorku zvanou Batysféra. Nebyla to zrovna nejmodernější technologie. Nedala se řídit ani pohánět. Byla jednoduše spuštěna do oceánu na konci dlouhého kabelu.

Ačkoli to byla velmi jednoduchá technologie, batysféra umožnila Bartonovi a Beebemu stanovit nové rekordy v potápění. V roce 1930 vytvořili světový rekord, když sestoupili 183 metrů do hlubin oceánu. Do roku 1934 se s tímto plavidlem potopili do hloubky více než 900 metrů.

Bohužel ani jeden z nich nebyl ve skutečnosti vystudovaný oceánograf. A díky primitivnímu osvětlení v Batysféře toho moc neviděli. Mohli pouze hlásit, že hlubiny oceánu jsou plné podivných věcí. Akademici a vědci proto jejich zjištění většinou ignorovali.

Od té doby se situace zlepšila, ale stále ne dostatečně. Dnes vědci dosáhli dna nejhlubších oceánů. Přesto toho stále ještě tolik nevíme. Máme podrobnější mapy planety Mars než mořského dna na Zemi. Podle jednoho z odhadů jsme možná prozkoumali jen miliontinu, nebo dokonce jen miliardtinu, oceánské propasti.

Jsme na Zemi proto, že nám to bakterie umožňují

Jako děti jsme se učili mýt si ruce. Učíme se, že je důležité drhnout se 30 sekund a oplachovat teplou mýdlovou vodou. To proto, že se chceme zbavit všech bakterií a zárodků, které jsme mohli venku posbírat.

I když je mytí rukou jistě důležitou hygienickou rutinou, bakteriím se nevyhneme. Všude, kam jdete, s vámi cestuje nespočet bakterií.

Ale ne všechny bakterie jsou špatné. Ve skutečnosti na vaší pokožce právě teď žije asi jeden bilion bakterií, a to v případě, že jste zdraví. Bakterií je na Zemi tolik, že kdybychom sečetli hmotnost všech živých organismů na planetě, tvořily by drobné bakterie 80 % tohoto celkového počtu.

Možná si kladete otázku – jak se jedna forma života stala tak hojnou?

Za prvé, bakterie jsou mistry v rozmnožování. Jsou plodné. Bakterie dokáží vytvořit novou generaci za méně než deset minut. Tato schopnost reprodukce znamená, že bez vnějších vlivů by jediná bakterie teoreticky mohla za dva dny vyprodukovat více potomků, než je protonů ve vesmíru.

Dalším důvodem je úžasná síla a odolnost bakterií. Bakterie mohou žít a prospívat téměř na čemkoli. Pokud mají k dispozici trochu vlhkosti, mohou přežít i v těch nejdrsnějších prostředích. Bakterie mohou žít dokonce i v odpadních nádržích jaderných reaktorů. Některé jsou tak odolné, že se zdají být nezničitelné. Dokonce i když je DNA bakterie zasažena radiací, jednoduše se zformuje, jako by se nic nestalo.

Zní to jako hororový příběh? Možná byste si teď měli jít umýt ruce a celé tělo. Ale není to zas tak děsivé. Ve skutečnosti jsou bakterie pro naše přežití neuvěřitelně důležité.

Kromě jiných životně důležitých funkcí bakterie recyklují náš odpad, čistí vodu a udržují úrodnost půdy. Přeměňují naši potravu na užitečné vitamíny a cukry a umožňují nám zpracovávat a využívat dusík ve vzduchu.

Celkově je většina bakterií pro člověka neutrální nebo prospěšná. Je ale pravda, že ne všechny bakterie můžeme považovat za své přátele. Přibližně jedna z tisíce bakterií je patogenní. Tato nepatrná skupina představuje třetího nejsmrtelnějšího zabijáka lidí na světě. Některé z nejzákeřnějších nemocí, od moru po tuberkulózu, jsou způsobeny bakteriemi – o důvod víc, proč si neustále mýt ruce.

Život vznikl spontánně jako svazek genů, který našel způsob, jak se kopírovat

Představte si tento výjev. Z ničeho nic se určité ingredience v kuchyni začnou zázračně míchat dohromady. Vejce, jedlá soda, mouka a máslo se začnou spojovat a péct se do lahodného koláče. Jste v šoku z pohledu na tento samovolně se tvořící dort. A pak se věci stanou ještě podivnějšími. Koláč se začne dělit a vytvářet další lahodné koláče. I tyto koláče se pak začnou dělit a vytvářet ještě více sladkých dobrot.

Zdá se vám tato bizarní situace nemožná? No, ve skutečnosti je to dost podobné tomu, jak se aminokyseliny spojují a vytváří bílkoviny – proces, který je pro život nezbytný.

Bílkoviny, které vznikají spojením aminokyselin, jsou základními stavebními kameny života. Může se zdát zvláštní, jak se objevují téměř náhodně, stejně jako náš samopečený koláč. Ale nemělo by; k samočinným procesům dochází neustále, od symetrie sněhových vloček až po prstence Saturnu.

A když se to může dít s anorganickými složkami, jako je led a hornina, proč by se to nemohlo dít s organickými složkami? Vždyť jediným skutečným rozdílem mezi organickou a anorganickou hmotou jsou základní složky – uhlík, vodík, kyslík a dusík.

To vše znamená, že spontánní život je možný. Co to však nevysvětluje, je, jak k němu došlo. A proč se to stalo právě tady, na Zemi?

Život, jak ho známe, je výsledkem jediného genetického triku, který se předával z generace na generaci. K tomuto okamžiku stvoření došlo před čtyřmi miliardami let, kdy se malému svazku chemických látek podařilo rozdělit se. Tím, že se rozdělil, se naučil způsob, jak předat svůj genetický kód. Tato jediná událost stála na počátku veškerého života na Zemi. Biologové ji nazývají Velkým zrozením.

Proces zahájený Velkým zrozením nakonec vytvořil bakterie. Ty zůstaly jedinými formami života na planetě po dobu dvou miliard let. Pak se bakterie začaly učit, jak se napojit na molekuly vody. Tím vytvořily proces fotosyntézy, který naplnil svět kyslíkem.

Když hladina kyslíku dosáhla dnešního množství, objevily se složitější formy života. Ty se vyvinuly do dvou velkých skupin – ty, které kyslík vylučují, jako rostliny, a ty, které ho spotřebovávají, jako my.

Od tohoto okamžiku před stovkami milionů let se život samozřejmě vyvíjel dál.

Ačkoli na Zemi žije nespočetné množství druhů, veškerý život můžeme považovat za jeden

Právě jsme zjistili, že život na Zemi začal, když se svazky molekul naučily dělit a sdílet svůj genetický kód. Od tohoto osudného dne před čtyřmi miliardami let život více či méně vzkvétá.

Stačí se podívat na tu obrovskou rozmanitost. Říci, že na planetě existuje mnoho různých druhů, je slabé slovo. Odhady se pohybují od 3 milionů do 200 milionů. Podle jedné zprávy v časopise The Economist, zůstává až 97 % světových rostlinných a živočišných druhů neobjeveno. I přes tuto úžasnou rozmanitost je však veškerý život propojen.

V roce 1859 vydal Charles Darwin knihu O původu druhů. V tomto přelomovém díle Darwin prokázal, že vše živé spolu souvisí. Darwin vysvětlil, jak se různé formy života vyvíjely různými evolučními cestami v závislosti na prostředí. Životní formy, které se vyvíjejí tak, aby co nejlépe vyhovovaly svému okolí, prosperují a rozmnožují se. Ty formy života, které se nedokážou přizpůsobit, zahynou. Díky tomuto procesu evoluce přirozeným výběrem se život diverzifikoval.

Přeneste se však přes všechny tyto evoluce zpět a nakonec najdete společného předka, kterého sdílejí všechny druhy.

Moderní výzkumy DNA ukazují, jak je veškerý život propojen. Pokud byste například porovnali svou DNA s DNA jakéhokoli jiného člověka, zjistili byste, že 99,9 % kódu bude naprosto stejných. A tyto podobnosti neexistují pouze v rámci druhů – věřte nebo ne, přibližně polovina vaší DNA by se dokonale shodovala s DNA banánu. A co víc, 60 % vašich genů je naprosto stejných jako u ovocné mušky a nejméně 90 procent z nich na určité úrovni koreluje s geny nalezenými u myší.

Ještě podivnější je, že vědci zjistili, že části naší DNA jsou mezi jednotlivými druhy zaměnitelné. Můžeme například vložit lidskou DNA do určitých buněk mouchy a ona tuto DNA „přijme", jako by byla její vlastní.

Je zcela jasné, že veškerý život na Zemi je propojen mnohem těsněji, než by si většina z nás dokázala představit. Při pohledu na bohatou rozmanitost života se zdá, že nejde o nic jiného než o zázrak.

Zemi stále hrozí existenční nebezpečí

Ačkoli si to pravděpodobně denně neuvědomujeme, naše sluneční soustava je ve skutečnosti nebezpečným místem k životu. Země se totiž často nebezpečně blíží srážce s asteroidy. Těchto kamenných objektů, které se pohybují vesmírem, je nejméně miliarda. Každý asteroid se pohybuje po určité dráze v naší sluneční soustavě a mnoho z nich se pravidelně přibližuje k Zemi.

Ještě děsivější je skutečnost, že dráhu Země pravidelně křižuje asi 100 milionů asteroidů o průměru větším než 10 metrů. Vědci odhadují, že až 2 000 z nich je dostatečně velkých na to, aby ohrozily civilizaci, pokud se srazí. Myslíte si, že se to nestane? Předpokládá se, že k blízkým setkáním se smrtícími asteroidy by mohlo docházet zhruba dvakrát až třikrát týdně, a to zcela nepozorovaně.

Pokud vám dění ve vesmíru nepřipadá dostatečně hrozivé, je třeba se obávat i věcí bližších k vašemu domovu. Země má spoustu vlastních „domácích" nebezpečí. Například zemětřesení může nastat kdykoli.

Zemětřesení vzniká, když se střetnou dvě tektonické desky. Tlak narůstá, až nakonec jedna z nich povolí a vznikne zemětřesení. To představuje zvláštní problém pro místa, jako je Tokio, které se nachází na styku tří tektonických desek. Zemětřesení mohou mít ničivé následky. V roce 1755 bylo kvetoucí portugalské město Lisabon srovnáno se zemí sérií neuvěřitelně silných zemětřesení a doprovodnou vlnou tsunami. Bohužel zahynulo šedesát tisíc lidí.

Pak tu máme sopky. Sopky zůstávají hrozbou i díky moderní vědě. Například v roce 1980 vybuchla v americkém státě Washington sopka Svaté Heleny a zabila 57 lidí. Přestože většina vládních vulkanologů aktivně sledovala a předpovídala chování sopky, skutečnou erupci neočekávali. A přesto sopka vybuchla.

Erupce Svaté Heleny je však v porovnání s jinou sopkou ve Spojených státech maličkostí. Přímo pod Yellowstonským národním parkem se nachází obrovské sopečné ohnisko. Předpokládá se, že tento supervulkán vybuchuje přibližně každých 600 000 let a zanechává třímetrovou vrstvu popela na všem v okruhu 1 600 kilometrů. Bohužel pro nás byl naposledy aktivní před 630 000 lety.

Navzdory nebezpečí, které s sebou nese samotná existence na Zemi, nám pohled na historii všeho ukazuje, jaké máme neuvěřitelné štěstí, že jsme tady.