foto Profimedia.cz
fenomén
Watchmeni alias Strážci, jedni z nejzdařilejších komiksových superhrdinů. Zde ve snímku Zacka Snydera z roku 2009.
výjimečné schopnosti superhrdinů
I Superman a Batman občas lžou. Usvědčíme je vědecky! TEXT Kateřina Kadlecová
Mají nadpřirozené talenty, nadlidské schopnosti a všechny nás chrání před zlem a zkázou. A vypadají dost dobře v elasťácích, ale to nás teď zajímat nebude. SUPERHRDINOVÉ člověku dokážou zachránit život, když náhodou uklouzne na střeše mrakodrapu, ale taky mu vysvětlit fyzikální zákony a spoustu vědeckých teorií. Podívejme se na Thorovo kladivo a Spider-Manovu pavučinu s Jamesem Kakaliosem, americkým univerzitním profesorem fyziky a velkým fandou komiksů. Známe je už téměř století z komiksových sešitů a čím dál častěji i z filmů a všichni se občas pozastavíme nad tím, co kreslení mutanti v maskách a kostýmcích dokážou. Supermanovy schopnosti se řeší v nejedné z devíti řad megaúspěšného nerdského sitcomu Teorie velkého třesku, vědecky se na komiksy jde i v americkém seriálovém hitu The Flash. Momentálně superhrdinové ukazují celému světu, co umějí, spíš na ob-
razovce a v kinech než v komiksových knihách: únorový Deadpool zlomil veškeré rekordy (například vydělal za tři dny jen v amerických kinech 133 miliónů dolarů, což je na „erkový“ film, na který podle zákona nemohou do biografu bez doprovodu dospělého teenageři pod 17 let, neuvěřitelný výsledek), už druhý měsíc se na plátně řežou Batman a Superman v Úsvitu spravedlnosti a minulý týden do českých kin vstoupil fantasticky
hodnocený opus Captain America: Občanská válka (recenze na jiném místě časopisu), v němž své superschopnosti předvádějí Avengers – od Kapitána Ameriky s Iron Manem po Černou vdovu a Ant-Mana, ale zabrousí sem i Spider-Man.
Fantastové a vizionáři Právě u filmu The Amazing Spider-Man (2012), ale také u kritiky adorované adaptace Watchmenů, u Strážců (2009), dělal odborného poradce James Kakalios, jenž přednáší fyziku na minnesotské univerzitě a který je schopen do jednoho odborného pojednání spojit nové poznatky o Higgsově bosonu a nové poznatky o – kapesním superhrdinovi Ant-Manovi. Sympatický Američan letos na jaře už podruhé zavítal na mezinárodní festival populárně-vědeckých filmů Academia Film Olomouc a jeho přednáška opět sklidila ova-
ce, u vědy tak seriózní a důstojné, jako je fyzika, zcela nečekané. „Jsem univerzitní pedagog středního věku, který ještě pořád čte komiksy, takže technicky jsem geek i nerd. A vím, jak je dnes tahle kombinace sexy, takže bohužel musím připomenout vašim čtenářům, že už jsem ženat,“ žertuje brzy šedesátiletý fyzik James Kakalios v centru Prahy nad sklenicí minerálky. Své dva největší koníčky nejprve skloubil do sylabu kursu pro prváky s názvem Vše, co vím o vědě, jsem poznal díky komiksům, ale to mu nestačilo. Roku 2005 publikoval široce uznávanou a experty hojně citovanou knihu Fyzika superhrdinů (The Physics of Superheroes), v níž řeší supervlastnosti a konkrétní události v okýnkách a bublinách z hledisek a východisek základů fyziky a mechaniky. Na 350 stránkách podrobuje superhrdinské schopnosti přísným testům a na příkladech
REFLEX 19–16 ` 41
ukazuje, že komiksoví vizionáři leckdy předpověděli nové vynálezy nebo objevy fyziků.
Chyba se neodpouští Stejně jako si otevřeli svou kancelář pro uvádění románových příběhů na pravou míru Saturnin s dědečkem z Jirotkovy slavné humoristické prózy, tak si podobný úřad zřídil i Kakalios. Netoužil ovšem primárně po důkazu nebo zpochybnění supervlastností komiksových postav – chce publiku především demonstrovat na populární látce, jak fungují Newtonovy zákony, akcelerace, gravitace, termodynamika, elektrostatika nebo teorie relativity. Jako se to ještě o deset let dříve povedlo jeho příteli Lawrenci Kraussovi s objasněním cestování v čase, červích děr nebo teleportace v populárně-naučné publikaci Fyzika Star Treku (1995). „Tyhle knihy a obecně diskuse o tom, co ze sci-fi knih, filmů a komiksů by mohlo být uskutečnitelné, jsou dnes velmi oblíbené zejména mezi fyziky, kteří si zároveň libují v popkultuře,“ konstatuje Josef Nový, zaměstnanec švýcarské Evropské rady pro jaderný výzkum (CERN) a učitel na ČVUT. „Například debaty o tom, co lidé viděli v seriálech a filmech Star Trek, přinesly řadu technologických vynálezů.“ Kdysi byl doktor Kakalios průkopníkem, ale dnes už se tak ujetou disciplínou, jako je vědecké
SU P ERS C HO P NOS T I : MOŽNÉ, NEBO NEMOŽNÉ?
demaskování supertalentů, zabývá kdekdo. Například webová stránka Nerdist.com podobné věci řeší i audiovizuálně; z jejích videí získáte odpovědi na mnohé palčivé otázky dneška, včetně té, zda štít Kapitána Ameriky světelná šavle prorazí, nebo neprorazí, a proč tomu tak je. „Průměrný věk čtenářů komiksů se totiž zvýšil, vyžadují faktickou správnost a chtějí se dozvídat nové věci. A když autor selže a v něčem udělá chybu, neváhají psát do vydavatelství a dožadovat se nápravy v dalších vydáních daného komiksu,“ tvrdí James Kakalios.
nety. Představte si například, jak zvedáte štěně, tedy pětadvacetilitrový sud piva, na planetě, jež má gravitaci patnáctkrát slabší než Země: jako byste zvedali dvoulitrovku coly, ze které už jste předtím dost upili… A čím větší popularity Superman během let nabýval, tím nereálnější se jeho síla stávala (ostatně podobně jako u marvelovského Hulka). Kolikrát v komiksových
Na postavách
a Magneta jde vše demonstrovat mnohem snáz než
získal do svého týmu X-menů, byl Scott Summers neboli Cyclops. Tomu z očí neustále vychází ničivý paprsek, který dokáže proděravět beton a poslat k zemi panelák. Paprsek lze odstínit pouze pomocí dvou materiálů: jeho vlastní kůží (díky čemuž mu po zavření očí nedetonují víčka) a rubínem; proto nosí rubínové brýle nebo štít. To je sice celkem v pořádku, ale podle všech fyzikálních zákonů by bezprostředně po vyslání oněch mocných paprsků z Cyclopsových očí muselo následovat silné trhnutí hlavou nazad vinou zpětného nárazu. Což se v komiksech ani filmech neděje. Jde tedy o porušení třetího Newtonova zákona, zákona akce a reakce, kdy na sebe dvě tělesa vzájemně působí stejně velkými silami opačného směru, jež současně vznikají a současně
zanikají. Takže, jak praví Kakalios, „paprsek síly schopný udržet dvoutunový balvan ve vzduchu (z čehož usuzujeme, že síla optických náporů musí být přinejmenším 2000 kg) musí tlačit zpátky na Cyclopsovu hlavu se srovnatelnou silou zpětného nárazu, 2000 kg. Což by dle Newtonova druhého pohybového zákona, jenž říká, že síla F je rovna změně hybnosti p v čase, znamenalo, že jeho tělo (předpokládejme hmotnost 80 kg) v okamžiku získá zrychlení více než dvacetkrát větší než gravitační síla.“ Tudíž by byla po každém použití paprsku Cyclopsova hlava vržena zpět rychlostí několika set kilometrů v hodině. A to je nesmysl, pokud tedy chlapík nedisponuje dalším, všem očím skrytým a nikdy nediskutovaným talentem – totiž nesmírně silnými krčními svaly.
na příkladu cívky a elektrolytů, které mnozí z nás nikdy neviděli.
Vidoucí Cyclops Supersilný Superman
Pojďme se tedy i my, kteří jsme nestihli ani jednu z Kakaliosových přednášek v Olomouci, podívat na nějakou tu fyziku pod modrými elasťáky a červenými pláštěnkami.
Univerzitní pedagog James Kakalios čas od času radí autorům komiksů s nějakou tou fyzikou. „Občas mě na důkaz vděku vpraví do děje jako jednu z postav. Bruce Banner, alias Hulk, tak v jednom díle Hulka mluví o fyzikovi Jimu Kakaliosovi, který zastává jistou teorii o Thorově kladivu!“
Superman
f o t o h o n z a m u dr a
42 X REFLEX 19–16
se budovou otočit, nabývá zásadních hodnot. Točivý moment pro budovy, které Superman třímá například na obrázku v komiksu World’s Finest #86 (z roku 1957), je mnohem větší, než může železobeton snést. Kdybyste takovou budovu drapsli a někam s ní letěli, po celou dobu letu by z budov odletovaly trosky a vy byste přistáli se stavební sutí v dlaních.
superhrdinů Electra
foto Profimedia.cz (3×)
fenomén
„Je supersilný, superrychlý, létá, je nezranitelný, disponuje supersluchem, laserovým viděním, termoviděním, teleskopickým i mikroskopickým zrakem…,“ vypočítává Kakaliosova Fyzika superhrdinů vlastnosti, díky nimž můžeme Supermana považovat za nejnerealističtějšího superhrdinu, který se ve světech DC a Marvelu motá. Část jeho superschopností lze přičíst tomu, že na jeho rodné planetě Krypton působí mnohem větší gravitační síla než na Zemi – přesněji zhruba patnáctkrát větší gravitační síla. Tudíž se jeho svaly a kostra vyvinuly tak, aby odolaly silnější přitažlivosti domovské pla-
příbězích dokonce zvedl dva mrakodrapy, každý v jedné ruce jako kousky pizzy! Což je ovšem nesmysl, a nejen proto, že z jejich základů netrčely kabely ani vodovodní trubky, takže by tyhle kancelářské výškové budovy prostě nemohly fungovat. „Jednoduše: domy, zaoceánské lodi a boeingy nejsou zkonstruované ke zdvihání,“ vysvětluje Kakalios. „Problém se zvedáním například kancelářského věžáku je ten, že sebemenší odchylka od vertikály způsobí nevyvážený točivý moment, jímž se gravitační síla bude snažit otočit budovu ještě více vodorovně.“ Ty budovy jsou obrovské a těžké a vzdálenost od jejich středu ke krajům (neboli rameno síly) velká, takže moment M=mgp (přičemž m je váha, g gravitační zrychlení a p rameno síly), snažící
Batman
Naopak, nejrealističtější superhrdina, jenž vlastně nemá žádné superschopnosti – pokud tedy opomineme Batmanův sexy mozek, ocelové svaly a obecně celé to neskutečně vytrénované tělo. Jediná supervlastnost, kterou dr. Kakalios připouští, je Batmanova skrytá schopnost chránit svůj mozek: za těch sedmasedmdesát let, co bojuje na papíře i na stříbrném plátně proti padouchům, už totiž netopýří muž tolikrát upadl po úderu do bezvědomí, že by měl podle všech přírodních zákonů dávno trpět trvalým poškozením mozku.
Cyclops
Jedním z prvních mladých mutantů, jež profesor Charles Xavier
Realistický Batman
REFLEX 19–16 ` 43
letí rychlostí odpovídající násobku rychlosti otáčení kladiva a poměrů hmotností kladiva a komiksového hrdiny.
foto Profimedia.cz (2×)
Spider-Man
Kladivoun Thor
Thor
Může Thor ovládat blesk pomocí svého kladiva? Pokud by v reálném světě toužil manipulovat meteorologickými jevy tak, jak činí v komiksu (ostatně podobně jako superhrdinka Storm z X-menů), musel by umět měnit atmosférickou teplotu. Molekuly chladného vzduchu mají méně energie, zatímco molekuly vzduchu horkého jí mají spousty – teplý vzduch se rozpíná, a proto má menší hustotu a stoupá. Jenže když horký vzduch vystoupá hodně nahoru, potká se tam se studeným vzduchem typickým pro vyšší nadmořskou výšku, takže se jeho vinou ochladí a svou energii ztratí; k opačnému jevu dochází na zemi, když studený vzduch narazí na teplý povrch země. Popsanému jevu se říká šíření tepla prouděním, a pokud dokážete tenhle fyzikální jev ovlivnit, bude pro vás hračka měnit tlak vzduchu nebo vlhkost, a tudíž vytvářet mraky, a tedy formovat lokální bouřky a tak vysílat blesky. Jenže je tu problém – ani Thor,
44 X REFLEX 19–16
ani Storm z X-menů by nikdy nedokázali namířit svůj blesk přesně do určitého místa. Tohle totiž závisí na tom, kde přesně je na zemi nahromaděn náboj, a taky na vodivosti cesty. „Realistické“ je naopak Thorovo létání. Ačkoli se zdá být porušením zákona zachování momentu hybnosti, on prostě roztočí obrovskou rychlostí kladivo a pak ho nechá vyletět do vzduchu – aniž se ho pustí. Podrobně, jednoduše a roztomile to vysvětluje popularizátor vědy Kyle Hill ve videu na „matfyzáckém“ webu Nerdist.com: pokud Thorovo kladivo Mjölnir dokáže samovolně libovolně ztěžknout, může svého pána vznést přesně tou silou, jakou je schopen kladivo roztočit a poté odhodit (přičemž mu stačí jen malinko povyskočit, odlepit se od země a držet se své hračky). Když předmět s určitou hmotností o určité rychlosti interaguje s jiným předmětem s hmotností a rychlostí, jejich hybnost, celková energie, zůstane zachována. Takže pokud by Thorovi při vyvíjení takové síly neulítla ruka, po-
U jednoho z nejúspěšnějších, tedy popkulturou nejvyužívanějších a dlouhodobě nejpopulárnějších superhrdinů, Spider-Mana, alias Petera Parkera, dr. Kakalios prizmatem fyziky zkoumal, co se dalo: jeho schopnost přeskakovat a zachytávat se na kolmých stěnách, jeho šestý smysl, jeho sílu, šplhání po zdech, spřádání pavoučí sítě a její vystřelování… A právě poslední zmíněné superschopnosti se týká epizoda se smrtí Spideyho přítelkyně Gwen Stacy, která zesnula v sešitě The Amazing Spider-Man #121 roku 1973. Nebohou Gwen unesl Spideyho úhlavní nepřítel, Green Goblin, a odvlekl ji na most George Washingtona. A odsud ji svrhl. Spider-Man tělo své přítelkyně na poslední chvíli zachytil pavučinou, již vystřelil z dlaně, takže nespadla z obrovské výšky do řeky. Jenže když ji vytáhl nahoru, zjistil, že je mrtvá! Green Goblin mu (mylně) tvrdil, že
nám na to musí stačit pár řádků. Takže ve vší stručnosti: Nejprve pomocí vzorce v² = 2gh (v je rychlost, h je výška, z níž padalo tělo, a g je gravitační síla) spočítáme, jaká byla rychlost Gwenina těla v okamžiku těsně před tím, než ji zachytilo vlákno pavučiny. Předpokládejme, že Spider-Man zastavil její pád po zhruba devadesáti metrech, její rychlost tudíž byla přes 150 km/h. A i když tohle děsivé číslo malinko srazí odpor vzduchu, není rychlost největším nebezpečím – tím je náhlý náraz při prudkém zastavení, a ačkoli je Spideyho pavučina docela pružná, nedopadne to dobře, jak asi tušíme po přečtení předchozího textíku o Cyclopsovi. Protože na zastavení těla má Spider-Man jen okamžik, jinak dopadne z obrovské výšky na vodní hladinu a pád to bude jistě fatální, musí pavučina v půlsekundě při Gwenině předpokládané váze 50 kg reagovat silou téměř pěti kilonewtonů… Ne nadarmo je na komiksovém políčku, jež ilustruje moment, kdy se Spider-Manova pavučina omotá kolem Gweniných nohou a zachytí ji, nakresleno varovné citoslovce „SNAP“ v blízkosti Gwen ina
Přilnavý Spider-Man
byla v pánu dřív, než ji vůbec pavučina zachytila, neboť „pád z takové výšky by zabil každého ještě dřív, než se vůbec dotkne země“. Což je nesmysl, jak potvrdí všichni (přeživší) parašutisté a výsadkáři. James Kakalios si na popis a osvětlení Gweniny smrti vyhradil plných pět stran své knížky,
krku. U airbagů a bungee jumpingu už jsme podobné systémy vychytali (rychle se vyfukující polštář airbagu, velmi pružné lano a dlouhý čas na změnu rychlosti pádu), v komiksu z roku 1973 je výsledkem zlomený vaz – mimochodem nejčastější smrt sebevrahů volících skok z mostu do vody.
Vyráběl Myšpulín v Třeskoprskách kokain? Profesor Myšpulín, první ze Čtyřlístku, je dalším důkazem toho, že není radno soudit lidi (a zvířata) podle oblečení. Černobílý kocour (stoprocentně vykastrovaný) nosící motýlka, podivínský šosatý kabát à la F. L. Věk a boty s vysokým podpatkem byl totiž zřejmě génius. To on je intelektuálním motorem skupiny, v níž není, po pravdě řečeno, zase takový problém vyniknout. Bobík, který co vidí, sežere, ustrašený Pinďa a k zabití praktická Fifinka (Myšpulín si od ní nikdy nenechal uklidit laboratoř, a tím u mě bodoval), tihle tři mohli Myšpulínovi posloužit nanejvýš v roli pokusných králíků, když uváděl v život své úžasné vynálezy. A jsme u toho! Byli opravdu tak úžasné, jak se nám – nemajíce za totáče po ruce Supermany a Spider-Many – jevilo? Za mého dětství jsme životaschopnost vymožeností tohoto lehce povýšeného kocoura, který si přes absenci jakéhokoli vzdělání nechal říkat profesor, brali jako hotovou věc. Byli jsme si jisti, že na Západě je například robot běžnou součástí domácnosti a prášek na neviditelnost hudbou nejbližší budoucnosti. Vůbec jsme neřešili, co z Myšpulínových nápadů je vědecky hratelné a co jsou fantastické nápady autorky scénářů Ljuby Štíplové. (Dej jí pánbůh věčnou slávu, zaslouží si ji.) Je pravda, že vysílačkou řízený puk ze Zla té hokejky (příběh č. 20) se mi zdál podezřelý, na druhou stranu, kdo si vzpomene na sovětskou hokejovou sbornou sedmdesátých let, rozebírající strojovými kombinacemi soupeře… Tam taky nemohlo být všechno v pořádku. Technicky vzato by to snad šlo, miniaturní vysílačky už existovaly – ale odolaly by nárazu o mantinel? A nebyl by touš, který sám od sebe kličkuje a vyhýbá se hokejkám soupeře, podezřelý mezinárodní federaci? Hned v prvních číslovaných sešitech (prvních dvanáct příběhů bylo nečíslovaných) se Myšpulda vytasil se sprejem likvidujícím kov (co bylo jeho obsahem, se snad radši ani ne-
ptejme, musela to být nějaká hodně hnusná, neekologická žíravina) a s Ananasem (Absolutně Neškodný Automatický Nečistotu Absorbující Stroj). Nešikovný robot, který má v domácnosti pomáhat, ale spíš ji destruuje, na tom s umělou inteligencí rozhodně nebyl hůř než japonští roboti té doby – například uměl skvělé palačinky. Řiditelný dešťový mrak DM1 (příběh č. 51) byl rovněž vzorným příkladem Myšpulínova vizionářství. Vzpomeňme na olympiádu v Soči o bezmála půl století později. Říkalo se – a nebylo to rádio Jerevan –, že Putinovi vědci chemicky vytvářeli a rozmisťovali sněhem těhotná mračna tam, kde byla zapotřebí. Velkolepou show předvedl profesor Myšpulín v díle 42 Modrý přízrak, kdy během jediné předzávodní noci vybavil motokáru vychytávkami (chrlič oleje, napínáčky pro soupeře, kouř do obličeje), jakoby vypadlými ze skříně pana Q, výstrojního důstojníka britské tajné služby z Jamese Bonda. A přiznejme si, že vše, co Q agentovi 007 daroval, se o pár let později stávalo běžnou součástí špionážní výbavy. Tajemství věčného vejce (příběh č. 34) patří k mým nejoblíbenějších kusům pro krajní neužitečnost té podivné konve opatřené třemi budíky a hadicí. Zračila Myšpulínův totálně pasívní vztah ke sportu – postříkat vejce a pak s ním hrát tenis? Při jeho tvaru? Je to pošetilé, ale byla-li náplní stroje řídká betonová směs, rozhodně ne nemožné. Nejvíce vzrušující byl ale Myšpulínův „chechtací“ prášek z dílu 32, Honba za orlí kem. Slánka dnem vzhůru, jíž ti hlupáci omylem zatížili model vrtulníku, aby letěl ve vodorovné poloze, zasněžila město bílým sypkým skupenstvím a lidi se pak chlámali jako zjančení i ve zcela neadekvátních situacích. To přece musel být kokain! Pokud jej Myšpulín už tehdy dokázal vyrábět v primitivních podmínkách třeskoprsecké laboratoře, byl zřejmě mnohem dál, než jsme si všichni mysleli. Milan Tesař
foto archív
fenomén