6. První výzkumy blesků
Blesky křižující oblohu zažil nepochybně každý. Toto velkolepé divadlo vzbuzuje v někom úctu před přírodními silami, v jiném naopak děs a hrůzu. Lékaři mají pro strach z blesků dokonce pojmenování, říkají mu astrafobie. Prý se týká hlavně dětí. Nevěřím. Myslím si, že jediný člověk, který se opravdu nebál blesků, byla bláznivá Viktorka z naší povinné školní četby.
V kanálech blesků se nachází plazma – čtvrté skupenství hmoty. Látka je tady zahřátá na teplotu 30 000 °C a kanálem o průměru pouhých 5 cm protéká elektrický proud několika desítek kiloampérů. Jde vlastně o několik kilometrů dlouhou jiskru, která vyrovnává rozdíl potenciálu mezi mrakem a zemí nebo mezi dvěma mraky. Správněji bychom měli namísto mraků hovořit o oblacích, aby se na nás meteorologové nezlobili.
Podstata blesku zajímala už řeckého učence Aristotela. Vyslovil domněnku, že blesk je světlo vznícených výparů, které stoupají ze země a srážejí se v mracích. Souvislost blesku s elektřinou prokázal experimentálně až o dvě tisíciletí později americký diplomat Benjamin Franklin.
Málokterý dnešní státník má zálibu v přírodních vědách. Spektrum zájmu současných politiků je poněkud odlišné a řekl bych že jednostranné. V dobách dávno minulých tomu tak ale nebývalo. O americkém státníkovi a diplomatovi Benjaminu Franklinovi můžeme bez nadsázky také hovořit jako o významném přírodovědci a vynálezci. Mezi jeho záliby patřilo i pozorování bouřek a blesků. V polovině 18. století se rozhodl provádět aktivní experimenty v průběhu bouřek. V roce 1750 publikoval návrh, podle kterého by bylo možné prokázat souvislost bouřek s elektřinou. Za tím účelem nechal postavit ve Filadelfii výzkumnou věž, ale už v průběhu její stavby ho napadlo, že by mohl bouřkové projevy zkoumat za pomoci letícího draku, kterého by vypustil směrem k bouřkovému mraku. Nápad to byl opravdu ďábelský a velmi riskantní.
Spolu se synem v roce 1752 postavili draka a čekali na první bouřku. Jakmile se objevil bouřkový mrak, vypustili draka na šňůrce z hedvábí namotané na kovovém klíči. Déšť rychle šňůrku namočil, a tak se stala vodivou. Franklin nejprve pozoroval, že se uvolněná hedvábná vlákénka výrazně napnula. Poté mu z klíče na ruku přeskočila jiskra. Jako první tak dokázal, že bouřková činnost souvisí s elektřinou. Franklin tehdy netušil, že několik týdnů před ním provedl podobný experiment francouzský přírodovědec Thomas François Dalibard.
Franklin měl při experimentech obrovské štěstí. Obdobné pokusy dělali i jiní vědci, kteří takové štěstí neměli. Německý profesor Georg Wilhelm Richmann nepochybně zaujal své současníky experimentem s elektroskopem umístěným na konci neuzemněné kovové tyče. Pokus ukazoval za bouřky několika účastníkům shromáždění Ruské akademie věd v Petěrburku. Dokonce se mu pravděpodobně podařilo vyvolat kulový blesk, který ho v zápětí zabil. Budiž mu útěchou, že jeho oběť na poli vědy zaznamenal přítomný umělec na rytině, která vešla do dějin fyziky.
Benjamin Franklin se atmosférickou elektřinou zabýval i nadále a vynalezl první bleskosvod pro ochranu budov a jiného majetku před blesky. Bleskosvod se skládá z jímacího hrotu, svodu a uzemnění. Nezávisle na Franklinovi ho vynalezl také český kněz, přírodovědec, hudebník a vynálezce Prokop Diviš. Návrh zařízení k „vysávání atmosférické elektřiny“, kterému říkal meteorologický stroj, měl připraven dokonce dříve než Franklin. Postavil ho na zahradě přímětické fary v roce 1754. První bleskosvod byl v Čechách umístěn na budově až po Divišově smrti, stalo se tak na novostavbě zámku v Měšicích u Brandýsa nad Labem roku 1775. O rok později byl první bleskosvod postaven i v Praze na zbrojnici vyšehradské citadely. V českém jazyce se spíše než bleskosvod ujalo slovo hromosvod. Toto zařízení ale rozhodně nesvádí hromy, jak by se z názvu mohlo zdát.
V současnosti se na členitější budovy umisťují tzv. aktivní bleskosvody. Jejich úkolem je ionizovat okolí jímacího hrotu. Zpočátku se používaly jímací hroty z radioaktivního materiálu, nyní vyšle vrchní část bleskosvodu za bouřky sérii pulzů různých frekvencí, které ionizují okolí hrotu jímací tyče a s předstihem připraví vstřícný vodivý kanál. Aktivní bleskosvody většinou nepotřebují samostatný zdroj energie, obsahují kondenzátor, který se za bouřky automaticky nabije. Chrání objekt do podstatně větší vzdálenosti od jímací tyče než klasický Franklinův bleskosvod. V Praze chrání aktivní bleskosvody například katedrálu sv. Víta, Národní muzeum, Památník národního písemnictví nebo Pražský hrad.
Vraťme se ale opět do minulosti. S blesky také experimentoval slavný vynálezce srbského původu Nikola Tesla, který celý život zasvětil pokusům s elektřinou. Je autorem mnoha vynálezů, například střídavého motoru, Teslova transformátoru, vodní turbíny nebo první rentgenové lampy. Jeho posedlost střídavým proudem umožnila široké využití elektřiny v průmyslu i v domácnostech. Na přelomu 19. a 20. století uměle vytvářel za pomoci vysokého napětí blesky v laboratoři v Colorado Springs. Cílem těchto experimentů bylo porozumět chování blesků tak, aby bylo možné před nimi ochránit dálková vedení rozvodů elektřiny. Na dobové fotografii sedí v laboratoři a v klidu si čte noviny, zatímco kolem šlehá jeden blesk vedle druhého.
V současnosti se na mnoha místech provádí aktivní výzkum blesků. Stačí nastřelit do mraku meteorologickou raketu táhnoucí za sebou drátek a umělý blesk může být na světě. Metoda má mnoho výhod. Není třeba čekat na úder blesku. V blízkosti odpalovací rampy mohou být detektory částic, světelného, rentgenového i gama záření, čidla pro měření elektrického a magnetického pole nebo tekoucích proudů. Příkladem mohou být experimenty s meteorologickými raketami prováděné v Mezinárodním centru pro výzkum a testování blesků v Camp Blanding na Floridě, které je spravováno Floridskou univerzitou.
Za 260 roků po prvních Franklinových experimentech se mnoho změnilo. Bleskům dnes rozumíme mnohem lépe než tenkrát.