Hvězdná obloha a vesmír

Hvězdná obloha a vesmír

Od roku 1922 máme po celé nebeské sféře definováno 88 souhvězdí. 48 z nich je převzato z řecké mytologie. Ovšem Řekové přebrali některá souhvězdí od Babyloňanů a Egypťanů a zkusili na ně adaptovat své mýty a příběhy. Jelikož ale neviděli až na jižní nebeský pól, tak velká část jižních souhvězdí jsou novějšího pojmenování. Zejména pak od doby zámořských cest evropanů na jižní polokouli. Samozřejmě i ostatní civilizace samozřejmě měly svá vlastní souhvězdí, dnes jim ale říkáme asterismy.

Nejstarší dochované známky souhvězdí pocházejí z Babylonu, jedná se o seznam 17 asterismů podél ekliptiky. Další dochované informacey pochází z Egypta. Jedná se zejména o malbu v hrobce Dendra.

Řecká souhvězdí přežila až dodnes. První katalog 850 hvězd sestavil Hipparchos, na něho navázal Ptolemaios. Jeho katalog obsahuje 1036 hvězd. Ve starověku nebylo zavedené spojování hvězd do obrazců tak, jak to děláme dnes, ale kreslili celé obrazy postav souhvězdí mezi hvězdy. Jména některých hvězd poté odkazují na části souhvězdí, např. loket, rameno, boky, oko a podobně.

Ze starověku se dochovaly 3 globy hvězdné oblohy. Zajímavostí je např. to, že souhvězdí spolu sdílely hvězdy, nebo některé souhvězdí jsou otočené jinak než dnes.  Také na některých globech chybí některá souhvězdí, například souhvězdí Vah. Místo nich jsou dnes klepeta Štíra. A to přesto, že zvířetník a znamení pochází už z Babylonu. Také je krásně se podívat, kde se na těchto mapách nachází Polárka. Dnes je Polárka mnohem blíže nebeskému pólu, než byla ve starověku.

Farnesův Atlas je socha z 2. století. Bohužel se některé části globu poškodily, ale stejně jsou vidět souhvězdí tak, jak by je viděli z vesmíru směrem na Zemi. Záhadou je pravoúhlý objekt u souhvězdí raka.

Obkresy globusu nalezeného u Mainz.  2 stol. (Zdroj: oocities.org)

Globus Mainz který je datován 150 – 220

Globus Kugel datován 2 stol. př. n. l.

Postavení Vesmíru

Aristoteles zavedl geocentrický model vesmíru. Uprostřed tedy byla Země, která byla odklopena 7 křišťálovými sférami na kterých byly planety a jednou, na které byly stálice – hvězdy. Pořadí bylo stanoveno podle doby, jakou planetě trvalo projít hvězdnou oblohu, tedy: Měsíc, Merkur, Venuše, Slunce, Mars, Jupiter, Saturn a sféra hvězd. Vše co se měnilo: padající hvězdy, supernovy, komety bylo považováno za projev počasí, tedy jev meteorologický. Proto je dnes označení pro padající hvězdy meteory.

Později kvůli nutnosti předpovídat, jak se planety reálně pohybují mezi hvězdami, opustili astronomové koncept sfér a přešli na kruhové oběžné dráhy. Protože je ale pohyb planet oblohou složitý, přizpůsobovali reálným pozorováním své modely. Nejdříve byla Země uprostřed všech oběžných drah, později byla mírně stranou, aby se planety občas pohybovaly rychleji a občas pomaleji a měnila se jejich jasnost. Kvůli tomu, že Země sama obíhá okolo Slunce a obíhá rychleji než Mars, Jupiter a Saturn, tak se nám čas od času jeví, že tyto planety se posouvají vůči hvězdám na opačnou stranu než obvykle. Tomuto se říká retrográdní pohyb a Řekové ho vyřešili pomocí epicyklů, což jsou vlastně malé oběžné dráhy (epicykl) na oběžné dráze hlavní (deferent).

Oběh planet okolo Země podle Klaudia Ptolemaia (Zdroj: Ústav teoretické fyziky a astrofyziky Masarykova Univerzita)

Eratosthénes z Kyrény a měření velikosti Země

Eratosthénes si všiml, že během letního slunovratu svítí Slunce přesně do studny v Asuánu v dnešní Syene v Egyptě, ve stejný čas ale v Alexandrii obelisk vrhá stín. Zaplatil tedy velbloudí karavaně, aby změřila vzdálenost mezi těmito městy. Úhel pod kterým obelisk vrhá stín je asi 7° což je přibližně 1/50 kruhu. Vzdálenost měst je asi 5000 stádií, kdy stadion je 180-230 metrů. Celý kruh je poté 250 000 stádií asi 40 000 km. To bylo velmi přesné meření, neboť v současné době se uvádí obvod Země 40 075 km.

Aristarchos ze Samu a měření velikostí Měsíce, Slunce a jejich vzdáleností

V přesnou fázi první čtvrti Měsíce je v trojúhelníku Země – Měsíc – Slunce pravý úhel u Měsíce. Pokud zjistíme, jaký je úhel mezi Měsícem a Sluncem, můžeme zjistit, jak je Slunce daleko. Problém je ale chyba, která se nám velmi rychle projevuje a závažně ovlivňuje vypočtenouvzdálenost Slunce. Jelikož tehdy učenci již věděli, že jsou na obloze Slunce a Měsíc úhlově přibližně stejně velké, mohli použít tuto metodu. Aristarchos změřil 87°, což nám dává vzdálenost Slunce 20x vzdálenost Měsíce. Dnes víme, že tento úhel je 89,85° a vzdálenost je přibližně 400x.
Během totálního zatmění Měsíce změřili, jak dlouho trvá Měsíci celý vstoupit do stínu, což je přibližně 1 hodina. Poté změřili, jak dlouho trvá Měsíci, než ze stínu vystoupí cca 2 hodiny, tedy 2x větší než Měsíc. Pomocí podobností trojúhelníků a toho, že je Slunce 20x dál než Měsíc dopočítal, že Země je 3x větší než Měsíc a Slunce je 7 větší než Země. Bohužel Měsíc cestuje stínem po oblé dráze, také nemusí stín jít přesně přes rovník Měsíce. Dnes víme, že Stín je 3 větší než Měsíc a Země je 4 větší než Měsíc, Slunce je pak 109x větší než Země. Později tato měření vylepšovali a zpřesňovali.  Přesto bylo toto měření klíčové, protože si uvědomili, že je Slunce větší než Země a z přírody věděli, že menší by měl obíhat okolo většího. Bohužel nebyly to schopni dokázat, nebyli schopni pozorovat paralaxu hvězd, tedy jak se nám blízké hvězdy jeví posunuté vůči vzdáleným hvězdám během léta a zimy. S touto myšlenkou si ale hráli a později ji „znovuobjevil“  Mikuláš Koperník.