Obří monstra jako Godzilla v reálném světě neobstojí – jejich vlastní váha by jim rozdrtila kosti a trhala svaly. Astrofyzici Neil deGrasse Tyson a Charles Liu vysvětlují, proč fyzika, biomechanika a evoluce staví tomuto snu nekompromisní hranice.
Godzillu každý zná a bojí se jí, ale jak reálné je, aby na Zemi, v reálném světě, takový tvor existoval? A to nemluvíme o jeho atomovém dechu nebo extrémní léčivé schopnosti, ale o jeho velikosti – mohli bychom se někdy dočkat tak velkého zvířete nebo monstra? Tuto otázku si položila dvojice astrofyziků v zajímavém videopodcastu, který byl před několika dny nahrán na YouTube, a zanechala nám na toto téma velmi důraznou odpověď.
Neil deGrasse Tyson (který se objevil i v seriálech a filmech jako Teorie velkého třesku nebo Batman vs. Superman: Úsvit spravedlnosti) a jeho kolega astronom Charles Liu došli k jednoznačnému závěru, že místo toho, aby byla Godzilla lesklým, svižně kráčejícím ničitelem měst, by nebyla ničím jiným než hroudou masa. Její vnitřní kostra by se okamžitě rozpadla na prach pod vlastní hmotností, svaly by se roztrhaly a monstrum by se jednoduše proměnilo v „hromadu protoplazmatické hmoty“, která by nehybně ležela na zemi, nebyla by schopna vstát, chodit ani používat své další schopnosti, což by zcela znehodnotilo naši představu o supermocném kaiju.
Fyzikální princip, který vylučuje existenci Godzilly
DeGrasse Tyson a Liu nám podali vědecké vysvětlení, proč Godzilla nemůže existovat tak, jak byla prezentována na plátně, a to na základě fyzikálního principu měřítka – konkrétně je zmíněn zákon čtvercové krychle, který platí pro objekty, které si zachovávají svůj geometrický tvar. Jde o matematickou záležitost: když se živá bytost zvětšuje, její objem (a tedy i hmotnost) roste mnohem rychleji než plocha průřezu jejích končetin (která udržuje její hmotnost). Například když organismus zdvojnásobí svou výšku, jeho objem se znásobí 2×2×2=8. To znamená, že se stane až osmkrát těžším.
Profesor Liu, který byl v tomto výkladu aktivnější z obou, dále vysvětluje, že hmotnost, kterou kost unese, nebo síla, kterou sval dokáže vyvinout, závisí na ploše jejího průřezu. Pokud se organismus zvětší desetkrát, stane se tisíckrát hmotnějším. Průřez jeho končetin se však zvětší pouze 100krát. Aby unesly tuto 1000krát větší hmotnost, musely by být kosti a svaly 10krát silnější (1 000/100=10), což je velmi nepravděpodobné. Z tohoto důvodu by se Godzilla zhroutila. Samozřejmě je to čirá fantazie, nic nám nebrání snít o nemožném a nikdo nám nezkazí touhu vidět Godzillu.
Dvojice dnešních astrofyziků se domnívá, že důvod, proč nás tato monstra tak vzrušují, je ten, že když jsou tak velká, myslíme si, že by dokázala nadlidské věci. Uvádějí příklad blechy, která dokáže skočit 200násobek délky svého těla, což by pro člověka průměrné výšky odpovídalo skoku na Empire State Building, ale skutečná fyzika by něco takového vylučovala. Pokud ovšem nejste samotný Superman, který tohle všechno a ještě víc dokáže.
Je možné, že někteří z vás si při čtení tohoto tématu vzpomněli na některá vyhynulá zvířata, která jsou našim srdcím (a fanouškům Jurského parku) drahá. Jak však vysvětlují lidé z Mein-MMO, úspěch gigantismu u dinosaurů, jako je patagotitan (37,5 metru a 60-70 tun), se připisuje především strukturálním a metabolickým adaptacím, které zmírnily zákon čtvercové krychle. Zmiňují, že jejich kosti byly duté a vyplněné vzduchem (podobně jako u ptáků), což výrazně snížilo hmotnost kostry, aniž by to bylo na úkor strukturální pevnosti. Kromě toho se teoreticky předpokládá, že držení těla a dlouhý krk sauropodů jim umožňovaly přístup k potravě s minimální námahou a že měli efektivnější metabolismus než savci, což optimalizovalo spotřebu energie pro udržení jejich obrovské hmotnosti. Konečně nebyli tak velcí a ti nejkolosálnější z nich také nebyli dvounozí jako Godzilla.
Úloha biologie a evoluce v gigantismu
Abychom lépe pochopili, proč tvorové jako Godzilla nemohli existovat, je užitečné podívat se na to, jak se s gigantismem v minulosti vypořádala biologie a evoluce. Například u dinosaurů se vyvinula řada evolučních adaptací, které jim umožnily dosáhnout impozantních rozměrů. Kromě toho, že měli duté kosti, jak bylo zmíněno výše, měli také velmi účinný dýchací systém. Podle studie publikované v časopise Nature měli sauropodní dinosauři systém vzduchových vaků, který zlepšoval účinnost dýchání podobně jako u moderních ptáků, což jim umožňovalo udržovat aktivní metabolismus navzdory jejich velikosti.
Dalším důležitým faktorem je prostředí, ve kterém tito obři žili. V druhohorách bylo teplejší klima a vyšší hladina kyslíku v atmosféře, což mohlo usnadnit růst těchto obrovských zvířat. Kromě toho hojnost vegetace poskytovala stálý zdroj potravy, což je pro udržení velké tělesné velikosti klíčové.
Na druhou stranu fyzikální limity dané gravitací a biomechanikou jsou konstanty, kterým musí čelit každý organismus. Dokonce i ve světě s optimálními podmínkami, jaké existovaly v době dinosaurů, existuje určitá hranice velikosti, které může organismus dosáhnout, než jeho tělesná konstrukce přestane unést jeho hmotnost.
Ačkoli je Godzilla ikonou popkultury a nekonečným zdrojem zábavy, její existence v reálném světě je kvůli fyzikálním zákonům a biologickým omezením nemožná. Tyto vědecké diskuse však jen zvyšují náš úžas nad lidskou tvořivostí a schopností představit si nemožné.