Jsem vážně rád, že jsem tady. Jsem rád, že jste tady i vy, protože jinak by to bylo trochu divné. Jsem rád, že jsme tady my všichni. A když říkám "tady", tak nemyslím tady. Ani tady. Ale tady. Myslím na Zemi. A když říkám "my", nemyslím nás tady v sále, ale život, veškerý život na Zemi --
I'm really glad to be here. I'm glad you're here, because that would be a little weird. I'm glad we're all here. And by "here," I don't mean here. Or here. But here. I mean Earth. And by "we," I don't mean those of us in this auditorium, but life, all life on Earth --
(Smích)
(Laughter)
od složitých organismů po jednobuněčné, od plísně přes houby až po létající medvídky.
from complex to single-celled, from mold to mushrooms to flying bears.
(Smích)
(Laughter)
Zajímavé je, že Země je jediné místo, které známe, na němž je život, 8,7 milionu druhů. Hledali jsme jinde, snad ne tak usilovně, jak jsme měli či mohli, ale hledali jsme a nic jsme nenašli, Země je jediné známé místo, na němž je život. Je Země výjimečná? To je otázka, na kterou si přeji znát odpověď už od dětství, a mám podezření, že 80 procent publika tady přemýšlelo o tomtéž a také chtělo znát odpověď. Abychom poznali, zda jsou nějaké planety -- ve sluneční soustavě nebo mimo ni -- které mohou nést život, prvním krokem je poznat, co zdejší život vyžaduje.
The interesting thing is, Earth is the only place we know of that has life -- 8.7 million species. We've looked other places, maybe not as hard as we should or we could, but we've looked and haven't found any; Earth is the only place we know of with life. Is Earth special? This is a question I've wanted to know the answer to since I was a small child, and I suspect 80 percent of this auditorium has thought the same thing and also wanted to know the answer. To understand whether there are any planets -- out there in our solar system or beyond -- that can support life, the first step is to understand what life here requires.
Ukazuje se, že u všech těch 8,7 milionů druhů život potřebuje jen 3 věci. Na jednu stranu, všechen život na Zemi potřebuje energii. Složitý život jako my získává energii ze slunce, ale život v hloubi země může získávat energii z věcí jako jsou chemické reakce. Existuje několik různých zdrojů energie na všech planetách. Na druhou stranu, veškerý život potřebuje jídlo nebo výživu. Tohle vypadá jako náročný požadavek, obzvláště chcete-li šťavnaté rajčátko.
It turns out, of all of those 8.7 million species, life only needs three things. On one side, all life on Earth needs energy. Complex life like us derives our energy from the sun, but life deep underground can get its energy from things like chemical reactions. There are a number of different energy sources available on all planets. On the other side, all life needs food or nourishment. And this seems like a tall order, especially if you want a succulent tomato.
(Smích)
(Laughter)
Nicméně všechen život na Zemi získává výživu z pouhých šesti chemických prvků a tyto prvky lze najít na každé planetě naší sluneční soustavy. Takže nám zbývá ta věc uprostřed jako hlavní překážka, ta věc, kterou je nejtěžší obstarat. Ne ten los, ale voda.
However, all life on Earth derives its nourishment from only six chemical elements, and these elements can be found on any planetary body in our solar system. So that leaves the thing in the middle as the tall pole, the thing that's hardest to achieve. Not moose, but water.
(Smích)
(Laughter)
Ačkoli los by byl prima.
Although moose would be pretty cool.
(Smích)
(Laughter)
Nikoli zmrzlá voda, ani voda v plynném skupenství, ale kapalná voda. Tohle život potřebuje k přežití, veškerý život. A mnohá tělesa sluneční soustavy kapalnou vodu nemají, a tak tam nehledáme. Jiná tělesa sluneční soustavy možná mají kapalné vody hojnost, dokonce víc než Země, ale je uvězněna pod ledovým příkrovem, a tak je těžko přístupná, těžko se k ní dostat, těžko dokonce i jen zjistit, jestli tam nějaký život je.
And not frozen water, and not water in a gaseous state, but liquid water. This is what life needs to survive, all life. And many solar system bodies don't have liquid water, and so we don't look there. Other solar system bodies might have abundant liquid water, even more than Earth, but it's trapped beneath an icy shell, and so it's hard to access, it's hard to get to, it's hard to even find out if there's any life there.
Takže zbývá pár těles, která připadají v úvahu. Tak si ten problém trochu zjednodušíme. Omezme se na kapalnou vodu na povrchu planety. V naší sluneční soustavě přichází v úvahu jen tři tělesa, pokud jde o kapalnou vodu na povrchu planety, a podle vzdálenosti od slunce to jsou: Venuše, Země a Mars. Je zapotřebí atmosféra, aby voda byla kapalná. A atmosféru musíme zvolit pečlivě. Nesmí jí být příliš mnoho, nesmí být příliš hustá nebo příliš teplá, protože potom bude příliš horko, jako na Venuši, a kapalnou vodu nedostanete. Ale pokud je atmosféry příliš málo a je příliš řídká a příliš studená, bude to jako na Marsu, příiš chladno. Takže Venuše je příliš horká, Mars je příliš chladný a Země je tak akorát. Můžete si prohlédnout obrázky za mnou a hned je jasné, kde v naší sluneční soustavě může existovat život. Je to jako v pohádce o 3 medvědech a je to tak jednoduché, že to pochopí i děcko.
So that leaves a few bodies that we should think about. So let's make the problem simpler for ourselves. Let's think only about liquid water on the surface of a planet. There are only three bodies to think about in our solar system, with regard to liquid water on the surface of a planet, and in order of distance from the sun, it's: Venus, Earth and Mars. You want to have an atmosphere for water to be liquid. You have to be very careful with that atmosphere. You can't have too much atmosphere, too thick or too warm an atmosphere, because then you end up too hot like Venus, and you can't have liquid water. But if you have too little atmosphere and it's too thin and too cold, you end up like Mars, too cold. So Venus is too hot, Mars is too cold, and Earth is just right. You can look at these images behind me and you can see automatically where life can survive in our solar system. It's a Goldilocks-type problem, and it's so simple that a child could understand it.
Nicméně bych vám rád připomněl z té pohádky o třech medvědech dvě věci, o nichž se asi moc neuvažuje, ale které jsou podle mě relevantní zde. Za prvé: Jestliže je miska mámy medvědice příliš studená, když Mášenka vejde do světnice, znamená to, že byla studená vždycky? Anebo mohla být někdy dříve tak akorát? Čas, kdy Mášenka vejde do světnice, určuje odpověď, kterou v příběhu dostaneme. A stejné je to i s planetami. Nejsou to statické věci. Mění se. Mění se. Vyvíjejí se. A atmosféry dělají totéž. Dovolte mi uvést příklad.
However, I'd like to remind you of two things from the Goldilocks story that we may not think about so often but that I think are really relevant here. Number one: if Mama Bear's bowl is too cold when Goldilocks walks into the room, does that mean it's always been too cold? Or could it have been just right at some other time? When Goldilocks walks into the room determines the answer that we get in the story. And the same is true with planets. They're not static things. They change. They vary. They evolve. And atmospheres do the same. So let me give you an example.
Tady je má oblíbená fotografie Marsu. Není to zrovna nejvyšší rozlišení, není to nejžhavější fotka, není to ani nejnovější fotka, ale je to fotka, která ukazuje koryta řek vyrytá do povrchu planety, koryta vyrytá tekoucí, kapalnou vodou, koryta, která se vytvářela stovky, tisíce, desetitisíce či statisíce let. To se dnes na Marsu stát nemůže. Atmosféra na Marsu je dnes moc řídká a studená na to, aby zde byla voda stabilně kapalná. Tato jedna fotka vám prozradí, že atmosféra Marsu se změnila, a to zcela zásadně. A změnila se ze stavu, který můžeme označit jako obyvatelný, protože ony tři požadavky na život zde byly - kdysi dávno. Kam se poděla ta atmosféra, která umožnila vodě, aby byla na povrchu kapalná?
Here's one of my favorite pictures of Mars. It's not the highest resolution image, it's not the sexiest image, it's not the most recent image, but it's an image that shows riverbeds cut into the surface of the planet; riverbeds carved by flowing, liquid water; riverbeds that take hundreds or thousands or tens of thousands of years to form. This can't happen on Mars today. The atmosphere of Mars today is too thin and too cold for water to be stable as a liquid. This one image tells you that the atmosphere of Mars changed, and it changed in big ways. And it changed from a state that we would define as habitable, because the three requirements for life were present long ago. Where did that atmosphere go that allowed water to be liquid at the surface?
No, jeden názor je, že unikla do vesmíru. Atmosférické částice získaly dost energie, aby unikly gravitaci planety, unikly do vesmíru a už se nikdy nevrátily. A tohle se děje všem tělesům s atmosférou. Komety mají chvosty, které jsou neuvěřitelně názornou připomínkou úniku atmosféry. Ale Venuše má také atmosféru, která časem uniká, a Mars i Země též. Je to jen otázka stupně a otázka míry. A tak bychom rádi přišli na to, kolik jí uniklo postupem času, abychom vysvětlili tento přechod.
Well, one idea is it escaped away to space. Atmospheric particles got enough energy to break free from the gravity of the planet, escaping away to space, never to return. And this happens with all bodies with atmospheres. Comets have tails that are incredibly visible reminders of atmospheric escape. But Venus also has an atmosphere that escapes with time, and Mars and Earth as well. It's just a matter of degree and a matter of scale. So we'd like to figure out how much escaped over time so we can explain this transition.
Jak atmosféry získávají energii pro únik? Jak částice získávají dost energie na únik? Jsou dva způsoby, pokud věci trochu zjednodušíme. Za prvé: sluneční svit. Světlo vydávané sluncem může být pohlceno atmosférickými částicemi a tyto částice zahřát. Ano, teď tančím, ale ony --
How do atmospheres get their energy for escape? How do particles get enough energy to escape? There are two ways, if we're going to reduce things a little bit. Number one, sunlight. Light emitted from the sun can be absorbed by atmospheric particles and warm the particles. Yes, I'm dancing, but they --
(Smích)
(Laughter)
Probůh, dokonce ani na vlastní svatbě.
Oh my God, not even at my wedding.
(Smích)
(Laughter)
Ony získají dost energie na to, aby unikly a dostaly se z gravitačního pole planety jen tím, že se zahřejí. Druhý způsob, jak můžou získat energii, je ze slunečního větru. To jsou částice, hmota, materiál, vyplivnutý z povrchu slunce a svištící sluneční soustavou rychlostí 400 kilometrů za sekundu, občas rychleji během slunečních bouří, a řítí se meziplanetárním prostorem k planetám a jejich atmosférám a mohou poskytnout energii atmosférickým částicím, aby unikly také.
They get enough energy to escape and break free from the gravity of the planet just by warming. A second way they can get energy is from the solar wind. These are particles, mass, material, spit out from the surface of the sun, and they go screaming through the solar system at 400 kilometers per second, sometimes faster during solar storms, and they go hurtling through interplanetary space towards planets and their atmospheres, and they may provide energy for atmospheric particles to escape as well.
Tohle je něco, co mě zajímá, protože to souvisí s obyvatelností. Říkal jsem, že v příběhu o třech medvědech jsou dvě věci, na které vás chci upozornit a připomenout vám je, a ta druhá je trochu rafinovanější. Jestli je miska táty medvěda příliš horká, a miska mámy medvědice příliš studená, neměla by být miska medvíďátka ještě studenější, pokud budeme pokračovat takto dál? Tato skutečnost, již jste přijímali celý život, když se nad ní trochu víc zamyslíte, není možná tak jednoduchá. A samozřejmě: vzdálenost planety od slunce určuje její teplotu. To se musí promítnout do obyvatelnosti. Ale jsou možná i další věci, nad nimiž je třeba se zamyslet. Možná jsou to samotné misky, které spolurozhodují o výsledku příběhu, o tom, co je tak akorát.
This is something that I'm interested in, because it relates to habitability. I mentioned that there were two things about the Goldilocks story that I wanted to bring to your attention and remind you about, and the second one is a little bit more subtle. If Papa Bear's bowl is too hot, and Mama Bear's bowl is too cold, shouldn't Baby Bear's bowl be even colder if we're following the trend? This thing that you've accepted your entire life, when you think about it a little bit more, may not be so simple. And of course, distance of a planet from the sun determines its temperature. This has to play into habitability. But maybe there are other things we should be thinking about. Maybe it's the bowls themselves that are also helping to determine the outcome in the story, what is just right.
Mohl bych vám vyprávět o mnoha odlišných vlastnostech těchto tří planet, jež mohou ovlivnit jejich obyvatelnost, ale ze sobeckých důvodů, souvisejících s mým výzkumem, a protože tu stojím a držím tohle ovládání, a vy ne --
I could talk to you about a lot of different characteristics of these three planets that may influence habitability, but for selfish reasons related to my own research and the fact that I'm standing up here holding the clicker and you're not --
(Smích)
(Laughter)
-- bych chtěl mluvit minutku či dvě o magnetických polích. Země ho má, Venuše ani Mars ne. Magnetická pole vznikají hluboko v nitru planety z převalujícího se elektricky vodivého tekutého materiálu, který vytváří to velké magnetické pole, které obklopuje Zemi. A když máte kompas, víte, kde je sever. Venuše ani Mars to nemají. Když máte kompas na Venuši nebo Marsu, bezva, jste ztraceni.
I would like to talk for just a minute or two about magnetic fields. Earth has one; Venus and Mars do not. Magnetic fields are generated in the deep interior of a planet by electrically conducting churning fluid material that creates this big old magnetic field that surrounds Earth. If you have a compass, you know which way north is. Venus and Mars don't have that. If you have a compass on Venus and Mars, congratulations, you're lost.
(Smích)
(Laughter)
Ovlivňuje to obyvatelnost? Jak by mohlo? Mnoho vědců si myslí, že magnetické pole planety slouží jako štít pro atmosféru, odklání částice slunečního větru kolem planety, trochu jako silové pole, související s elektrickým nábojem těch částic. Já to spíš vidím jako protikýchací sklo v salátovém baru, jenže pro planety.
Does this influence habitability? Well, how might it? Many scientists think that a magnetic field of a planet serves as a shield for the atmosphere, deflecting solar wind particles around the planet in a bit of a force field-type effect having to do with electric charge of those particles. I like to think of it instead as a salad bar sneeze guard for planets.
(Smích)
(Laughter)
A vážně, mým kolegům, kteří toto později uvidí, dojde, že je to poprvé v historii našeho společenství, kdy byl sluneční vítr ztotožněn s hlenem.
And yes, my colleagues who watch this later will realize this is the first time in the history of our community that the solar wind has been equated with mucus.
(Smích)
(Laughter)
Dobrá, takže výsledek tedy je, že Země možná byla chráněna miliardy let, protože máme magnetické pole. Atmosféra nemohla uniknout. Mars byl naopak nechráněný, neboť postrádá magnetické pole a za miliardy let bylo možná odstraněno dost atmosféry na to, aby to vysvětlilo přerod z obyvatelné planety v planetu, kterou vidíme dnes.
OK, so the effect, then, is that Earth may have been protected for billions of years, because we've had a magnetic field. Atmosphere hasn't been able to escape. Mars, on the other hand, has been unprotected because of its lack of magnetic field, and over billions of years, maybe enough atmosphere has been stripped away to account for a transition from a habitable planet to the planet that we see today.
Jiní vědci se domnívají, že magnetická pole fungují spíše jako plachty na lodi umožňující planetě zachytit více energie ze slunečního větru, než kolik by jí byla schopna zachytit sama o sobě. Tyto plachty mohou shromažďovat energii ze slunečního větru. Magnetické pole může shromažďovat energii ze solárního větru, která umožňuje ještě větší únik atmosféry. Je to myšlenka, kterou je třeba prověřit, ale výsledek a způsob fungování se zdají být zřejmé. To proto, že víme, že energie ze solárního větru je skladována v naší atmosféře tady na Zemi. Tato energie je vedena po čárách magnetického pole až do polárních oblastí, kde vytváří neuvěřitelně krásnou polární zář, jestli jste ji někdy zažili, je velkolepá. Víme, že energie se dostává dovnitř. Snažíme se změřit, kolik částic se dostává ven a jestli na to má magnetické pole nějaký vliv.
Other scientists think that magnetic fields may act more like the sails on a ship, enabling the planet to interact with more energy from the solar wind than the planet would have been able to interact with by itself. The sails may gather energy from the solar wind. The magnetic field may gather energy from the solar wind that allows even more atmospheric escape to happen. It's an idea that has to be tested, but the effect and how it works seems apparent. That's because we know energy from the solar wind is being deposited into our atmosphere here on Earth. That energy is conducted along magnetic field lines down into the polar regions, resulting in incredibly beautiful aurora. If you've ever experienced them, it's magnificent. We know the energy is getting in. We're trying to measure how many particles are getting out and if the magnetic field is influencing this in any way.
Takže jsem vám zde předložil problém, ale zatím pro něj nemám řešení. Nemáme řešení. Ale pracujeme na něm. Jak na něm pracujeme? Inu, poslali jsme sondy na všechny tři planety. Některé z nich nyní obíhají, včetně sondy MAVEN, které v současnosti obíhá kolem Marsu, na které se podílím a která je vedena odsud, z Coloradské university. Je navržena tak, aby měřila unikání atmosféry. Máme podobná měření z Venuše i Země. Jakmile budeme mít naše měření, můžeme je skloubit a pochopit, jak všechny tři planety interagují s vesmírným prostředím, se svým okolím. A budeme moct určit, zda jsou magnetická pole důležitá pro obyvatelnost, nebo ne.
So I've posed a problem for you here, but I don't have a solution yet. We don't have a solution. But we're working on it. How are we working on it? Well, we've sent spacecraft to all three planets. Some of them are orbiting now, including the MAVEN spacecraft which is currently orbiting Mars, which I'm involved with and which is led here, out of the University of Colorado. It's designed to measure atmospheric escape. We have similar measurements from Venus and Earth. Once we have all our measurements, we can combine all these together, and we can understand how all three planets interact with their space environment, with the surroundings. And we can decide whether magnetic fields are important for habitability or not.
Až dostaneme odpověď, proč by vás to mělo zajímat? Mě to tedy zajímá hluboce... Také finančně, ale hluboce.
Once we have that answer, why should you care? I mean, I care deeply ... And financially as well, but deeply.
(Smích)
(Laughter)
Zaprvé, odpověď na tuto otázku nás naučí více o těchto třech planetách, Venuši, Zemi a Marsu, nejen o tom, jak interagují se svým prostředím dnes, ale i tom, jaké byly před miliardami let, jestli byly kdysi obyvatelné, nebo ne. Poučí nás to o atmosférách, které nás obklopují a jsou blízko. Ale navíc to, co se naučíme od těchto planet, můžeme aplikovat na atmosféru všude, včetně planet, které nyní pozorujeme kolem jiných hvězd. Například sonda Kepler, která byla postavena a je ovládána tady v Boulderu, pozoruje oblast nebe o velikosti poštovní známky už pár let a nalezla tisíce planet -- v oblasti nebe o velikosti poštovní známky, kterou nepovažujeme za odlišnou od jakékoli jiné části oblohy.
First of all, an answer to this question will teach us more about these three planets, Venus, Earth and Mars, not only about how they interact with their environment today, but how they were billions of years ago, whether they were habitable long ago or not. It will teach us about atmospheres that surround us and that are close. But moreover, what we learn from these planets can be applied to atmospheres everywhere, including planets that we're now observing around other stars. For example, the Kepler spacecraft, which is built and controlled here in Boulder, has been observing a postage stamp-sized region of the sky for a couple years now, and it's found thousands of planets -- in one postage stamp-sized region of the sky that we don't think is any different from any other part of the sky.
Dostali jsme se za 20 let od žádné známé planety mimo sluneční soustavu k tolika, že nevíme, kterou prozkoumat první. Jakýkoli nástroj se hodí. Vlastně na základě pozorování provedených Keplerem a dalších podobných pozorování, se nyní domníváme, že z 200 miliard hvězd jen v galaxii Mléčné dráhy, má každá hvězda průměrně alespoň jednu planetu. Navíc odhady naznačují, že něco mezi 40 a 100 miliardami těchto planet můžeme označit za obyvatelné, a to jen v naší galaxii.
We've gone, in 20 years, from knowing of zero planets outside of our solar system, to now having so many, that we don't know which ones to investigate first. Any lever will help. In fact, based on observations that Kepler's taken and other similar observations, we now believe that, of the 200 billion stars in the Milky Way galaxy alone, on average, every star has at least one planet. In addition to that, estimates suggest there are somewhere between 40 billion and 100 billion of those planets that we would define as habitable in just our galaxy.
Máme pozorování těchto planet, ale zatím nevíme, které jsou obyvatelné. Je to trochu jako být uvězněný na červeném plácku --
We have the observations of those planets, but we just don't know which ones are habitable yet. It's a little bit like being trapped on a red spot --
(Smích)
(Laughter)
na jevišti a vědět, že tam venku jsou jiné světy a zoufale chtít o nich vědět více, toužit po tom se jich zeptat a zjistit, jestli aspoň jeden nebo dva z nich jsou trochu jako vy. Nejde to. Nemůžete tam jet, ještě ne. A tak musíte používat nástroje, které jste si vytvořili tady pro Venuši, Zemi a Mars a musíte je aplikovat na tyto další situace a doufat, že vaše závěry z dat jsou rozumné a že budete schopni určit nejlepší kandidáty na obyvatelné planety, a na ty, které nejsou.
on a stage and knowing that there are other worlds out there and desperately wanting to know more about them, wanting to interrogate them and find out if maybe just one or two of them are a little bit like you. You can't do that. You can't go there, not yet. And so you have to use the tools that you've developed around you for Venus, Earth and Mars, and you have to apply them to these other situations, and hope that you're making reasonable inferences from the data, and that you're going to be able to determine the best candidates for habitable planets, and those that are not.
Nakonec tedy, alespoň prozatím, tohle je ten náš červený plácek, přímo tady. Toto je jediná planeta, o níž víme, že je obyvatelná, ačkoli velmi brzy můžeme poznat další. Ale prozatím je to jediná obyvatelná planeta a je to náš červený plácek. Jsem rád, že jsme tady.
In the end, and for now, at least, this is our red spot, right here. This is the only planet that we know of that's habitable, although very soon we may come to know of more. But for now, this is the only habitable planet, and this is our red spot. I'm really glad we're here.
Děkuji.
Thanks.
(Potlesk)
(Applause)