Výhled na ZemiVsauce

Thumbnail play icon
Přidat do sledovaných sérií 108
91 %
Tvoje hodnocení
Počet hodnocení:131
Počet zobrazení:15 189

Po dlouhé době se opět můžete s Michaelem zamyslet nad otázkami, na které by vás ani nenapadlo se zeptat. Dnes se dozvíte zajímavosti o naší planetě a jak daleko musíme být, abychom ji viděli celou.

Odkazy:
3Blue1Brown: Fraktály
Kalkulačka zakřivení Země
Jak daleko je váš obzor?

Přepis titulků

Ahoj, tady Michael z Vsauce! A tady taky! Já jsem skutečný Michael. Tohoto Michaela vyrobil šikovný mladík jménem Mitchell a přinesl mi ho po mé show Brain Candy Live. Je parádní! Je to nejkrásnější čertík v krabičce na světě. Nejvyšší horou světa je Everest, vysoký 8 848 metrů.

Jeho výška je ohromující. Nebo snad ne? Rozřízneme si Zemi. Rozřízneme celou planetu na půl skrze Everest a celé si to oddálíme. Jak můžete vidět, monumentálnost Everestu se rychle vytrácí ve srovnání s planetární obrovitánskostí Země. Ve srovnání s průměrem Země jsou Everest i ostatní zemské nerovnosti téměř nepatrné.

To je možná překvapující, jelikož jsme vystaveni diagramům, mapám a globusům, které zveličují topografii Země. Má to svůj důvod, ale vede to k mylným představám o tom, jak je Země vlastně hladká. Toto je typický příklad. Průřez Spojenými státy, který jsem našel na Redditu. Vertikální osa je dlouhá zhruba tři kilometry, ale horizontální osa představuje více než 4 000 kilometrů.

Když znázorníme obě osy ve stejném měřítku, aby odrážely skutečnost, ukáže se, jak je Země vlastně hladká. Na tomto třiceticentimetrovém globusu je Everest hrbolek vysoký zhruba 2 milimetry. To je super. Kdyby ale Země byla takhle malá, Everest by byl vysoký jenom pětinu milimetru. Je desetkrát vyšší, než by podle skutečnosti měl být.

Jenom 24 lidí vidělo Zemi na vlastní oči jako kruh dost malý na to, aby šel vidět celý. Ne jako celý svět, ale jako malou věc vznášející se ve vesmíru. Čím jste od koule dál, tím více jejího povrchu můžete vidět. Moc si to neuvědomujeme, protože koule, které běžně vídáme, jsou tak malé, Že jsou od nás většinou vzdálené o mnoho svých poloměrů a jejich viditelná část povrchu je téměř maximální.

Nebo jsou tak velké, jako třeba Země, že se od nich nevzdalujeme dostatečně daleko a rychle, abychom si toho všimli. Až budete mít příště v ruce míč, přibližte si ho. Uvidíte, že čím blíž se dostáváte, tím větší část povrchu mizí za obzorem. Když si ho ale oddálíte, znovu se objeví.

Většina z nás lidí, kteří se celý život nedostanou ze zemského povrchu, nikdy nic takového nezažije. Když vám nic nebude bránit ve výhledu, nejdále dohlédnete asi do vzdálenosti pěti kilometrů. Mlha tuto vzdálenost zkracuje a odraz světla od atmosféry ji může prodloužit, ale většinou se všechno, co můžete vidět, nachází v oblasti 80 kilometrů čtverečních. To není špatné, ale ve srovnání se vším, co by se dalo vidět, je to mizérie. Čím výš vystoupáte, tím dál můžete dohlédnou.

Proto je bezva být satelitem. Tohle je Mezinárodní vesmírná stanice. Mrkejte na ten výhled, jaký odtud mají! Bohužel tohle není ve správném měřítku. Kdyby Země byla velká jako jablko, jak daleko od něj by obíhala ISS? Takhle daleko? Možná takhle daleko.

Nebo takhle? Vlastně je to přímo tady. 2,7 milimetrů nad povrchem. To je asi tak daleko, jak vyčuhuje stonek tohoto jablka. Není to moc daleko. Ještě mě napadla jedna zajímavost. Kdyby Země byla velká jako jablko, Měsíc by byl velký zhruba jako vaše oko.

Často si představujeme, že astronauti na ISS vidí Zemi nějak takhle. Jenže oni nejsou zas tak daleko. Z výšky, ve které ISS obíhá Zemi, astronauti můžou najednou vidět asi jen 3 % povrchu Země. A tato 3 % jsou moc široká na to, aby se celá vešla do okýnka. Když jsem byl v Pittsburghu, měli ve vědeckém muzeu model ISS. Jak můžete vidět, Země je za oknem pořád poměrně veliká. Pomocí speciálních čoček můžete na ISS pořídit snímky, na kterých Země vypadá jako disk, ale čočka ten pohled zkresluje, nacpala toho do snímku víc.

Abyste mohli skutečně pozorovat tvar Země na vlastní oči, museli byste buď nalepit svůj obličej na okénko, nebo se vznášet venku mimo stanici. I tak byste ale museli otáčet hlavou, abyste dohlédli z jednoho konce na druhý. Jak vysoko byste tedy museli být, abyste viděli celou Zemi najednou?

A i kdybyste byli tak vysoko, kolik byste toho vlastně viděli? Kolik se toho vůbec dá vidět? Země je tvořená hmotou. Různými látkami: vodou, hlínou, kamením a vzduchem. Všechny látky jsou složeny z atomů. Věciček tak malých, že jedna kapka vody neobsahuje milion atomů, miliardu atomů, ani bilion, biliardu nebo trilion, ale pět triliard atomů.

Zemi jich tvoří ještě víc. Ne triliarda atomů, ani kvadrilion, kvadriliarda, kvintilion, kvintiliarda, sextilion, sextiliarda, dokonce ani septilion! Je to sto septiliard atomů!

Jelikož ale žijeme jen na povrchu naší planety, Nemůžeme většinu těchto atomů vidět. Kdyby Země měla tvar disku, nebo dvacetistěnu, nebo třeba kostky, nebo řekněme třeba kvádru, nebo dvou pravidelných dvanáctistěnů, mohli bychom vidět větší povrch, než můžeme nyní. Jak se však ukazuje, vidíme téměř nejmenší možnou část Země.

Ze všech těles má totiž koule, jejíž tvar Země přibližně zaujímá, nejmenší poměr mezi povrchem a objemem. Nejvíce hmoty uvnitř a nejméně na povrchu. Takže kolik těchto desíti na padesátou atomů, které tvoří Zemi, můžeme vidět na povrchu? To není snadná otázka. Jednak atomy na povrchu neprůsvitných věcí, jako jsou kameny a hlína, nejsou to jediné, co se podílí na celkovém vzhledu.

Přispívá k tomu i podpovrchový rozptyl světla. Je nicméně zajímavé pokusit se alespoň o hrubý odhad. Požádal jsem o pomoc Granta z kanálu 3Blue1Brown. Přišel na to, že když spočítáte množství kružnic o poloměru jednoho atomu, které jsou optimálně naskládané u sebe a pokrývají povrch koule velikosti Země, vyjde vám zhruba 1,5 krát deset na třicátou čtvrtou. To je spousta atomů. Pak ale podotkl, že zemský povrch není hladký.

Jeho nerovnosti vytvářejí další povrch, který je pokrytý atomy. Když nemáme přesné údaje o zemském povrchu, o každé hoře a údolí, o všech důlcích na každém kameni, jsme úplně bez šance, že? No, uvědomte si tohle. Zemi tvoří malé hrbolky, kterými jsou pokryty velké hrboly. Jinými slovy se zemský povrch dá popsat jako fraktál.

Jeho nerovnosti v sobě skrývají pravidelnost. Matematici dokonce zemskému povrchu přiřadili fraktální dimenzi. Je to 2,3. Abyste to pochopili, vřele doporučuji Grantovo video o fraktálních dimenzích. Je to fascinující. Když tedy použil 2,3 předpokládal, že se to uplatňuje od šířky vlasu až po vysoké hory, Grant zjistil, že se množství atomů na zemském povrchu výrazně změní.

Z desíti na třicátou čtvrtou na deset na třicátou sedmou. To je tisíckrát více atomů! Možná bychom tedy neměli nerovnosti Země zanedbávat. Je hladká, ale ne dokonale hladká. Abychom si to s něčím srovnali, lidské tělo obsahuje deset na dvacátou sedmou atomů. To je deset na desátou násobně méně, než má povrch Země.

Deset na desátou je deset miliard. Na Zemi je zhruba 7,5 miliard lidí. Takže více méně se dá říct, že můžeme najít stejný počet atomů ve všech lidských tělech najednou, jako jich je na povrchu Země. Jak jsem už kdysi ukazoval, kdybychom nasypali všechny lidi na jednu hromadu, sotva by zaplnili Grand Canyon.

Ale když rozprostřeme všechny lidské atomy po Zemi, Téměř celou by ji pokryli vrstvou hlubokou jeden atom. Hmotnost atmosféry je o 2,5 % nižší, než když vynásobíte tlak u hladiny moře, 1013,25 hektopascalů, povrchem Země, protože zemský terén toto množství vzduchu vytlačuje. Zemský povrch je docela zajímavý.

Dají se na něm najít lišejníky a monstertrucky a ostrov v jezeře na ostrově v jezeře na ostrově. Ale odsud z povrchu toho moc vidět nemůžeme. Vašemu výhledu brání spousta neprůhledných věcí. Zdi, budovy, stromy, skály, terén... Kdyby Země byla hladká, viděli byste mnohem dál. Bohužel, je to pěkně drsný svět.

Nebo ne? Kdybyste drželi Zemi ve svých dlaních, jak hrubá by vám připadala? Už jsme si ukázali, že i největší vrcholy světa jsou nepatrné ve srovnání s velikostí Země. Vydejme se do velmi rovných koutů světa. Tam, kde nám terén nebrání ve výhledu na okolí. Do amerického státu Kansas.

Tady jsem vyrůstal. Tohle jsem natočil, když jsem tudy loni projížděl. Asi chápete, proč se o Kansasu často říká, že je placatější než lívanec. Přestože je známý svými nížinami, není to nejplošší americký stát. Jerome Dobson a Joshua Campbell takto definovali plochou krajinu. Když jakákoliv překážka na obzoru stoupá o více než 0,32°, což je zhruba jako třicetimetrový kopec na obzoru, většina lidí by řekla, že to není ploché.

Když toto pravidlo uplatnili na topografická data, mohli každému státu udělit skóre plochosti. Západní Virginie byla nejméně plochá. Kansas byl sedmý nejplošší stát. Delaware, Minnesota, Louisiana, Severní Dakota a Illinois jsou podle této definice plošší než Kansas. Stejně jako nejplošší stát USA.

Florida. Já a Adam Savage jsme Floridu letos navštívili se svou show. Jak ukazuje tento záběr ze střechy King's Center v Melbourne na Floridě, krajina je tam zatraceně plochá. Přestože Kansas není nejplošší, lidé ho v dotaznících uvádějí jako nejplošší stát. Je ale skutečně vědecky placatější než lívanec. Je to potvrzené.

Řeknu vám o tom něco víc. V roce 2003 si vědci vzali 130 mm široký lívanec z restaurace IHOP a analyzovali členitost jeho povrchu. Zjistili, že rozdíl mezi nejvyššími a nejnižšími body byl jen 2 mm. Kdyby měl takový lívanec velikost Kansasu, kdyby byl 5 milionkrát větší, z dvoumilimetrových vrcholů by byly desetikilometrové hory. Ve srovnání je Mount Everest vysoký jen 8,8 km a Mariánský příkop, nejhlubší bod zemského povrchu, je hluboký necelých 11 kilometrů.

Tedy nejenže Kansas je placatější než lívanec, ale placatější jsou i všechny ostatní státy USA a dokonce i celý svět. Kdybyste byli obrem a drželi byste Zemi ve svých dlaních, roztrhaly by vás na kusy slapové jevy způsobené vaší gravitací. kdyby jste to ale přežili, planeta by vám nepřipadala hrubší, než když si sáhnete na lívanec.

Byla by ale promočená, že ano? Většinu zemského povrchu přeci pokrývá voda. Měli byste mokré ruce. Nebo snad ne? Ano, zemský povrch pokrývá kapalina, ale hloubka té kapaliny je stejně jako hory nesrovnatelná s celkovou velikostí naší planety.

Kdyby Země byla velká jako typický školní globus o průměru 30 centimetrů, objem vody v ní, nad ní a na povrchu by byl jen 14 mililitrů. To je takové množství vody. Je možná těžké tomu uvěřit, protože rozptýlit toto množství vody po povrchu globusu by bylo téměř nemožné kvůli povrchovému napětí. Ale je to tak.

Všechna voda Země v poměru k velikosti planety. 90 % životem obyvatelného prostoru naší planety je přímo tady. Zbylých 10 % je souš. Takže ne, neudělaly by se vám varhánky, kdybyste si hráli s touto Zemí. Mohli byste ji celou vysušit papírovou utěrkou. Přestože oceány pokrývají tak velký povrch naší planety, jejich hloubka je nicotná ve srovnání s velikostí celé planety. Možná jste slyšeli, že kdyby se celá Země zmenšila na velikost kulečníkové koule, byla by hladší než kulečníková koule.

Po všem, co jsme dosud viděli, se to zdá možné. Jak se ale ukazuje, není to pravda. Tato mýlka zřejmě pramení z neporozumění pravidlům Světové asociace kulečníku. Podle nich musí koule mít průměr 2,25 palce plus mínus 5 tisícin palce. Někteří to pochopili v tom smyslu, že jsou povolené hrbolky a důlky velikosti pěti tisícin palce.

To by ve srovnání se Zemí znamenalo hory vysoké 28 kilometrů. A jelikož Země žádné takové nemá, musí být tedy hladší než kulečníková koule. Až na to, že kdyby takové hrbolky byly povolené na kulečníkové kouli, bylo by možné hrát i s koulí pokrytou brusným papírem. Toto pravidlo tedy spíše hovoří o kulatosti, odchylce od koule a ne o textuře. Jak také ukazují mikroskopické fotografie, nepravidelnosti na kulečníkové kouli jsou velké jen stotisícinu palce.

To je zhruba jen půl mikrometru hluboko nebo vysoko. Když zmenšíme Zemi na velikost kulečníkové koule, Mariánský příkop bude 49 mikrometrů hluboký. Takže Země je hladší než lívanec, ale ne tak hladká jako kulečníková koule. A jak XKCD skvěle znázornil, není ani hladší než bowlingová koule.

Zadržte na chvíli! Před chvílí jsme používali slovo placatá. Teď říkáme hladká. Tento rozdíl je důležitý. Země totiž není placatá jako rovina. Je přeci zakřivená. Je to koule. Části zemského povrchu, například Kansas, můžou být docela hladké, ale zakřivují se s povrchem Země.

Kdybyste stáli uprostřed Kansasu, lidé na východním nebo západním konci státu by nebyli na stejné úrovni jako vy. Byli by 8,1 kilometru pod vámi. To je skoro jako výška Everestu! A kdyby stáli rovně, byli by naklonění téměř o 2° vůči směru, kterému říkáte nahoru. Řeknu vám o zajímavé náhodě.

Jednu míli od vás se Země zakřiví o 8 palců. Jeden kilometr od vás se zakřiví o 8 centimetrů. Vztah vzdálenosti a hloubky zakřivení není lineární. Nemůžete vynásobit jakoukoliv vzdálenost osmi. Můžete ale použít online kalkulačku, kterou najdete v odkazu pod videem. Můžete tam zadat jakoukoliv vzdálenost. Hranice viditelnosti určená zakřivením Země je váš obzor. Obklopuje vás jako vizuální klec.

Tato klec ale závisí na tom, jak vysoko máte oči. Conan O'Brien, který měří 193 cm může vidět do dálky 5 km kterýmkoliv směrem. Ale Snooki, která měří jen 142 cm, vidí jen 4,3 km daleko. Abyste zjistili, jak daleko je váš obzor, můžete se podívat na odkazy, které najdete pod videem. Textura zemského povrchu vám může zakrýt váš obzor. Může vám ale také umožnit vidět věci, které jsou za vaším obzorem. HeyWhatsThat.com s tím počítá.

Kdyby Země byla dokonale hladká koule, výhled z Ben Nevis, nejvyšší hory Britských ostrovů, by končil obzorem v dálce 131 kilometrů. To je zhruba 80 mil. Vypadalo by to nějak takhle. Když ale vezmeme v úvahu všechny vyvýšeniny, uvidíme zhruba toto. Loch Treig, což ve skotské gaelštině znamená jezero smrti, je jen 16 kilometrů od vrcholu, což by spadalo do 131km obzoru, ale přesto ho nelze spatřit.

Ve výhledu na něj vám brání okolní terén. Části Atlantiku a Severního moře 8krát vzdálenější ale vidět jsou. Leží na hranici zakřivení Země. Tam, kde Země mizí z obzoru. Tyto výběžky, které se nachází za obzorem, jsou podmíněny vrcholy vyčnívajícími nad zemské zakřivení.

Z Ben Nevis takto můžeme pozorovat i některé části Severního Irska. Dost už o povrchu a o tom, jak vypadá zblízka. Vydejme se dál, abychom toho viděli víc. Bude to zábava, ale má to i své mínus. Čím dál od něčeho jsme, tím menší se nám to zdá. Když se vzdálíme od Země, uvidíme větší část jejího povrchu, ale tato plocha bude zabírat menší část vašeho zorného pole.

Je složité znázornit to ve videu na YouTube, protože vaše zorné pole, rozsah toho, co vidíte, aniž byste pohnuli hlavou, když jenom pohybujete očima, je zhruba 120° nahoru a dolu a více než 180° horizontálně. Obrazovka je jen malým okénkem v této ploše.

Nedokáže ji vyplnit, pokud tedy nejste nepříjemně blízko. Abychom si lépe představili tyto velké rozměry, nahradíme si kulatou Zemi plochým diskem, který je od pozorovatele stále stejně daleko. Tento disk bude mít zdánlivou velikost stejnou jako Země z jakékoliv výšky a bude na něm zobrazeno všechno, co se vejde do vašeho obzoru z dané výšky. Když tedy stojíte na povrchu a hledíte přímo pod sebe, Země bude zabírat téměř celých 180° vašeho zorného pole.

Když natáhnete ruce rovnoběžně s povrchem Země, vaše prsty budou ukazovat na okraj planety, neboli obzor. Z výšky 400 kilometrů, kde obíhá ISS, budou ve vašem obzoru 3 % povrchu Země. Země ale bude zaujímat už jen 140° zorného pole. Vaše prsty budou mířit na okraj Země, když každou ruku posunete o vzdálenost dvou pěstí k sobě. Jedna pěst na natažené ruce představuje asi 10°.

Můžete pohybovat očima horizontálně ze strany na stranu, ale vertikálně stále nejste schopní všechno spatřit. Když vzdálenost více než zdvojnásobíme, nacházíme se 1 000 kilometrů daleko. Země zaujímá jen 120°. To je každou rukou o pěst méně. To je skvělé! To už se vejde i do užšího vertikálního zorného pole. Takže z výšky 1 000 kilometrů konečně začínáme vidět celou Zemi jako disk před námi.

Do našeho obzoru se odtud vejde ale jen 7 % povrchu Země. Snímky pořízené satelity v této vzdálenosti, což je třeba Suomi NPP, vypadají docela zvláštně. Severní Amerika přeci nezabírá takovou část zeměkoule. Šířka 120° byla totiž nacpána do mnohem užšího obrázku. Porovnejte si Afriku z této výšky s obrázkem Blue Marble pořízeným ze vzdálenosti 45 000 kilometrů.

Ten druhý vypadá realističtěji, jako když se díváte na stolní globus. Geostacionární družice jsou zhruba 35 000 kilometrů daleko. Z jejich vzdálenosti je vidět 43,4%, téměř polovina zemského povrchu. Země ale zaujímá jen 17°. Mohli byste ji zakrýt dvěma nataženými dlaněmi. To je neuvěřitelné. A z Měsíce? Z té vzdálenosti Země zaujímá jen 2°.

Zakryli byste ji palcem natažené ruky. Můžete ale vidět větší část povrchu. Viděli byste 49 % zemského povrchu. Jenom 49 %. Kdybyste chtěli vidět 50 % povrchu naráz, museli byste letět ještě dál. Museli byste letět nekonečně daleko. To ale nemůžete.

Největší část povrchu koule, kterou můžete pozorovat, je jen polovina. Ve skutečnosti byste však ani nemuseli nekonečně daleko a světla, které by k vám doletělo ze zemského povrchu, by bylo tak málo, že byste neviděli vůbec nic. Hvězdy, jako je naše Slunce, jsou mnohem zářivější a větší než Země. Ale i s nejmodernějšími technologiemi jich bylo jen pár zachyceno lépe než jen bod. Z pouhé tisíciny světelného roku by naše Slunce vypadalo jako každá jiná hvězda na nebi.

Pouhým pohledem jako malý bod. Široký jen jako R Doradus, nejširší hvězda na obloze. Ze vzdálenosti 91 světelných let by Slunce zářilo tak slabě, že by pouhým okem již nebylo patrné. Zmizelo by. Většina hvězd, které na obloze vidíme, je mnohem vzdálenější. Vidíme je, protože jsou zářivější a větší než Slunce.

To znamená, že jestli je tam někde život u hvězd, které v noci obdivujeme a o kterých se píše v našich příbězích, je pravděpodobné, že my nejsme součástí jejich souhvězdí a příběhů. Pro ně jsme tmavým místem na obloze. Jsme prázdnotou, která obklopuje jiné hvězdy. Ty, které obdivují oni. Neví, že tu jsme my, neví, že tu vůbec něco je.

A jako vždycky... Díky za sledování! Překlad: Zarwan www.videacesky.cz

Komentáře (17)

Zrušit a napsat nový komentář

Odpovědět

Už vyše 3 mesiacov nebol preložený nový diel vsauce. Čo sa deje?

01

Odpovědět

Super! Díky za překlad a odkazy

00

Odpovědět

Poznámka k překladu: Kolem 13. minuty zmiňuje obra držícího Zemi - ta by byla roztrhaná gravitací a ne obr. Jinak skvělé video, as always.

01

Odpovědět

Tak tak. Ale teda ta cast s mnozstvim vody na Zemi v pomeru k velikosti me docela zaskocila :D

00

Odpovědět

trocha od veci, ale na konci si robi reklamu na Curiosity box. Dost ma to zaujalo, lenze SVK neni na zozname krajin kde sa da poslat (CZ tam je:) ) Nastastie vo FAQ na ich stranke pisu o tom, ze krajiny postupne pridavaju, len to zalezi od dopytu a ked nejaka krajina neni na zozname ma sa im napisat na email.
tu je topic o ktorom som hovoril: https://thecuriositybox.zendesk.com/hc/en-us/articles/226936247--I-don-t-see-my-country-listed-but-want-to-get-a-box-How-do-I-do-this-

Skuste im Slovaci (alebo aj Cesi) napisat, ty ktory by mali zaujem o tuto krabicku,(alebo aj nemali) aby pridali Slovakiu na zoznam, nech si ju kupim aspon ja :D:D dakujem.

41

Odpovědět

Michael ♥

00

Odpovědět

Přejmenujte to někdo na "but would it/they/you/the kids in my basement?", padne to tam asi milionkrát za díl :D

00

Odpovědět

Neexistujuce zakrivenie zezeme : https://www.youtube.com/watch?v=G7h6-lyKpQs

01

Odpovědět

Tak ten konec je docela depresivní :D

43

Odpovědět

spíš uklidňující...

41

Odpovědět

máš deprese z toho, že se ti snaží prodat tričko? njn... takový je jeho úděl.

30

Odpovědět

Vydržel jsem to do osmé minuty, potom jsem začal zívat. :)
Obdivuji překladatele, že to dokoukal a přeložil až na konec. Klobouk dolů.

616

Odpovědět

Jo, tohle bylo dost slabé. 20 minut vykládat o geometrii ze základní školy a tvářit se u toho objevně. To může mít úspěch snad jen v USA.

39

Odpovědět

+huhHlavně že ty jsi věděl všechno. :D

21

Odpovědět

+huhNo pořád bys tu geometrii základní školy musel spočítat... možná by tě to ani nenapadlo to počítat, takhle když to někdo nasolí, tak je to pohodlnější imho :D

20

Odpovědět

00:00:28,605 --> 00:00:33,064
Nejvyšší horou světa
je Everest, vysoký 8 848 kilometrů.

nemá tam být "metrů"?

20

Odpovědět

Jj, moje chyba při korektuře, kdy jsem umazával desetinnou čárku. Už opraveno. ;-)

54