Vesmír

Sluneční soustava má 9 planet: Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto. Dráhy Pluta a Neptunu se díky Plutově poměrně velké číselné excentricitě kříží, takže někdy je možné pořadí Pluto, Neptun (naposledy od r. 1979 do roku 1999).
Slunce se nachází asi 30 000 světelných let od středu Galaxie. Obíhá rychlostí 220 km/h a jeden oběh dokončí za 230 miliónů let. Zrodilo se před 5 miliardami let a bude trvat asi ještě 7 miliard let, než spálí zásoby vodíku ve středové oblasti a stane se červeným obrem, v jehož žáru zanikne celá sluneční soustava. Slunce je obyčejná hvězda tvořená hlavně vodíkem a heliem, ale pro život na Zemi má zásadní důležitost, neboť bez něj by Země byla pustá mrazivá planeta. Slunce má průměr 1 400 000 km (109x větší než Země), hmotnost má 330 000x větší než Země a 745x větší než všech planet dohromady, prům. hustota činí 1 410 kg/m3, ve středové oblasti až 100 000 kg/m3. Povrchová teplota je 5 700 K, ve středové oblasti až 1 milión K. Pozorovat můžeme jen sluneční atmosféru, která se skládá z nejníže ležící fotosféry, nad ní je chromosféra a koróna.
Nejblíže Slunci je Merkur, proto je obtížně pozorovatelný. Je to pustá a skalnatá planeta se sněhem na pólech. Teplota na straně přivrácené ke Slunci dosahuje 430ºC, na odvrácené -170ºC.
Venuše rotuje opačně než Slunce (retrográdní rotace). Atmosféra zadržuje množství tepla (skleníkový efekt) a nejlépe ze všech planet odráží světlo. Na pustém povrchu je teplota 470ºC. Lze ji každou noc spatřit na obloze. Při pozorování prochází fázemi jako Měsíc.
Země je zatím jediná planeta ve vesmíru, o které víme, že na ní existuje život. Před slunečním větrem a nebezpečným zářením ji chrání magnetosféra a atmosféra. Život existuje pouze v úzké vrstvě při povrchu zvané biosféra. Dvě třetiny povrchu pokrývá voda. Země má jediného průvodce, Měsíc. Měsíc má se Zemí synchronní rotaci, je k ní natočen stále stejnou stranou. Měsíc nemá atmosféru. Na Měsíci rozeznáváme tyto útvary: Krátery, Catena – řetěz kráterů, Dorsa – soustava mořských hřbetů, Dorsum – mořský hřbet, Lacus – jezero, Mare – moře, Mons – hora, Montes – pohoří nebo skupina kopcům, Oceanus – oceán, Palus – bažina, Promontorium – mys, Rima – brázda, Rimae – skupina brázd, Rupes – zlom, Sinus – záliv, Vallis – údolí. Teplota na povrchu za měsíčního dne dosahuje 117ºC, za noci -180ºC. Během jedné otočky kolem Země projde fázemi (nov, první čtvrť, úplněk, poslední čtvrť). Občas prochází při úplňku stínem Země – nastane zatmění Měsíce. Naopak, dopadne-li v novu stín Měsíce na povrch Země, dochází k zatmění Slunce. Měsíc je první nebeské těleso, na něž vstoupili lidé.
Mars je nejvíce podobný Zemi, i když je menší. Kolem pólů se nacházejí oblasti ledu (CO2 a H2O), polární čepičky, které během marťanského léta tají. Povrch je načervenalý (minerály železa) a najdeme na něm útvary, které byly v dávné minulosti vytvořeny tekoucí vodou (Valle Marineris). Na Marsu je nejvyšší sopka v celé sluneční soustavě, vysoká 24 km (Olympus Mons). Povrchová teplota se pohybuje od 0 do -100ºC. Kolem Marsu obíhají dva malé měsíce, Phobos (strach) a Deimos (hrůza).
Jupiter je ze všech planet největší, jeho hmotnost je vyšší než všech ostatních dohromady. Vyzáří 2,7x více energie, než dostane ze Slunce. Získává ji gravitačním smršťováním a je příčinou bouřlivých dějů v atmosféře. V kovovém vodíku v nitru tečou mohutné elektrické proudy, které vytvářejí mohutnou magnetosféru zachycující částice slunečního větru (Jupiterovy radiační pásy). Atmosféra se člení do několika pásů o různě rychlé rotaci a teplotě a nejnápadnějším útvarem je Rudá skvrna, obrovský oblačný vír pozorovaný od 17. století. Jupiter má 28 měsíců:

Měsíc Poloměr Hmotnost Vzdálenost
Metis 20 km 9,56.1016 kg 127 969 km
Adrastea 12,5x10x7,5 1,91.1016 128 971
Amalthea 135x84x75 7,17.1018 181 300
Thebe 55x45 7,77.1017 221 895
Io 1815 8,94.1022 421 600
Europa 1596 4,80.1022 670 900
Ganymedes 2631 1,48.1023 1 070 000
Callisto 2400 1,08.1023 1 883 000
S/2000 J1 8 ? 7 387 149
Leda 8 5,68.1015 11 094 000
Himalia 93 9,56.1018 11 480 000
Lysithea 18 7,77.1016 11 720 000
Elara 38 7,77.1017 11 737 000
S/2000 J11 4,0 ? 12 623 019
S/2000 J10 3,8 ? 20 299 476
S/2000 J3 5,2 ? 20 642 878
S/2000 J5 4,3 ? 20 917 735
S/2000 J7 6,8 ? 21 098 120
Ananke 15 3,82.1016 21 200 000
S/2000 J9 5,0 ? 21 671 873
S/2000 J4 3,2 ? 21 867 772
Carme 20 9,56.1016 22 600 000
S/2000 J6 3,8 ? 22 804 719
S/2000 J8 5,4 ? 23 439 104
Pasiphae 25 1,91.1017 23 500 000
Sinope 18 7,77.1016 23 700 000
S/2000 J2 5,2 ? 24 135 633
S/1999 J1 10 ? ? 24 296 211

Jupiter má kolem sebe prstence jako Saturn, ale mnohem méně výrazné.
Saturn se stavbou podobá Jupiteru, ale je menší. Je to nejkrásnější planeta díky prstencům. Objevil je r. 1610 Galileo svým dalekohledem. Je to nespočetné množství malých částeček ledu a prachu uspořádaných do tenké vrstvy (asi 200 m) a obíhajících jako malinké družice kolem Saturna. Průměr prstenců je asi 600 000 km. Saturn má 24 měsíců:1980 S28, 1980 S27, Atlas, Epimethus, Janus, 1980 S12, Mimas, Enceladus, Telesto, Calypso, 1980 S34, 1981 S6, Tethys 1980 S 10, Dione, 1980 S6 (Dione B), 1981 S7, 1981 S8, 1981 S9, Rhea, Titan (největší, průměr 5150 km, možné primitivní formy života), Hyperion, Japetus, Phoebe. Každou noc je možné spatřit ho na obloze.
Uran objevil r. 1781 W. Herschel. Skládá se z jádra obklopeného ledem vytvořeným z vody, čpavku a metanu a atmosféry z vodíku a helia. Má 15 měsíců, o nichž víme (1986 U7, 1986 U8, 1986 U9, 1986 U3, 1986 U2, 1986 U1, 1986 U4, 1986 U5, 1985 U1, Miranda, Ariel, Titania, Oberon), ale je velmi pravděpodobné, že jsou kolem Uranu ještě další malé měsíce. Rotační osa Uranu leží téměř v oběžné rovině, takže se Uran ve své dráze „valí“. Uran se tak otáčí ke Slunci střídavě severním pólem (od r. 1966 do r. 2007, t.j. na severním pólu je den) a jižním pólem (následujících 42 let, na sev. pólu je noc). Kolem Uranu se nachází též soustava prstenců.
Neptun by vypočten z nepravidelností v dráze Uranu. Neptun má podobnou stavbu jako Uran, v atmosféře je nejnápadnější Velká tmavá skvrna, systém atmosférických bouří o velikosti Země. Neptun má 8 měsíců: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, Proteus, Triton (největší, průměr 2 270 km, vlastní atmosféra), Nereid.
Pluto byl vypočten z poruch Neptunovy dráhy. Je to malý vesmírný ledový objekt pravděpodobně zachycený gravitačním polem Slunce. Vzhledem k velikosti a blízkosti svého měsíce Chairona spíše dvojplaneta. Má řídkou metanovou atmosféru. Má výstřední, excentrickou dráhu, díky níž se na čas ocitá před Neptunem. Pro malý rozměr, velkou výstřednost a velký sklon dráhy ho astronomové považují za dvojitou planetku.

Vznik vesmíru lidé nejdříve přisuzovali bohům, později Bohu. V roce 1948 přišel americký vědec ruského původu George Gamow s teorií, tehdy posměšně nazývanou „big beng“, tedy „velký třesk“. Podle ní byla veškerá hmota vtěsnána do miniaturního prostoru a po velkém třesku se začala rozpínat. Dnes je tato teorie dokonale prověřená a pro vědce naprosto samozřejmá.

Budoucnost vesmíru popisují 3 teorie:
1. Vesmír se nejdříve rozpíná (od počáteční singularity Velký třesk; rozpínání se s časem zpomaluje), poté se rozpínání na krátký okamžik zastaví, a pak se vesmír začne smršťovat (smršťování se s časem zrychluje) až do závěrečné singularity (tzv. Velký křach). Vesmír je prostorově konečný.
2. Vesmír se od počáteční singularity rozpíná stále a rychlost rozpínání neustále klesá (a v nekonečné vzdálenosti by byla přesně rovna nule). Vesmír je nezakřivený, prostorově nekonečný (už od Velkého třesku).
3. Vesmír se od počáteční singularity rozpíná stále a rychlost rozpínání neustále klesá. Vesmír má hyperbolický tvar, je prostorově nekonečný (už od Velkého třesku).

Měření vzdáleností ve vesmíru:
Světelný rok = vzdálenost, kterou světlo urazí za 1 rok = 9 460 500 000 000 km (9,4605.1015 m )
parsek (parsec, pc) = 3,26 světelného roku
astronomická jednotka (AU) = střední vzdálenost Země od Slunce = 149 597 870 km

Významní vědci:

Galileo Galilei (1564 až 1642)
1610-dalekohled
Navázal na Koperníka. Tento italský fyzik, astronom a matematik po studiích mechaniky a pohybu hmoty vyučoval 18 let na univerzitě v Pise. V Pise zkoumal volný pád. Jeho základní dílo o mechanice vyšlo roku 1638. Matematicky formuloval některé zákony mechaniky, jako první pozoroval dalekohledem (sestrojil ho 1610) krátery na Měsíci a 4 měsíce Jupitera.
heliocentrický názor  odvolal

Johannes Kepler (1571 až 1630)
Německý astronom, fyzik a matematik. Zastánce heliocentrické soustavy.
Kepler odvodil tři tzv. Keplerovy zákony, kterými se řídí pohyb planet:
První Keplerův zákon: Planety se pohybují kolem Slunce po elipsách, které jsou málo odlišné od kružnic, v jejichž společném ohnisku je Slunce.
Druhý Keplerův zákon: Obsahy ploch opsaných průvodičem planety za jednotku času jsou konstantní.
Bod P se nazývá perihélium (přísluní) a bod A afélium (odsluní). Rychlost planety v perihéliu je větší než rychlost planety v aféliu.
Třetí Keplerův zákon: Poměr druhých mocnin oběžných dob dvou planet se rovná poměru třetích mocnin hlavních poloos jejich trajektorií:

kde a1, a2 jsou délky hlavních poloos a T1, T2 jsou jejich oběžné doby kolem Slunce.
Keplerovy zákony lze použít i pro popis dalších těles, které se pohybují v gravitačním poli Slunce, např. umělých družic.
Dále tušil, že silové působení pole klesá se čtvercem vzdálenosti. Kepler nepovažoval Slunce za jednu z mnoha stálic.
Ve spisku z roku 1611 se Kepler zabývá fyzikou krystalů. Pouhým pozorováním "šestihranného sněhu", po němž má spisek název, přišel Kepler na myšlenku souměrnosti a dokonce na to, že se sníh skládá z hustě stěsnaných koulí. Brzy se poznalo, že zákon nevyhovuje. Spis zůstal bez trvalého vlivu.
Působil na dvoře Rudolfa II. v Praze.

Mikuláš Koperník (1473 až 1543 )
Pocházel z Polska. V Polsku a v Itálii studoval filozofii, lékařství, matematiku a hvězdářství. Ve své vlasti se věnoval astronomii. Své dílo „O obězích nebeských sfér“ psal mnoho let. Dlouho váhal s uveřejněním, neboť věděl, s jakou odezvou církve se setká. Nakonec spis vyšel v Norimberku. Koperník dostal první výtisk několik hodin před svou smrtí.
heliocentrický názor

Tycho Brahe (14.12.1548 - 24.10.1601)
Dánský astronom působící v Praze za vlády Rudolfa II. Spolupracoval s Janem Keplerem. Vytvořil vlastní model sluneční soustavy: všechny planety s výjimkou Země obíhají kolem Slunce a Slunce i s planetami kolem Země(geocentrický názor). Zemřel patrně na ledvinovou chorobu - pověsti o prasknutí močového měchýře jsou pouhou legendou. Pochován je v Týnském chrámu na Staroměstském náměstí.

Giordano Bruno (1548 – 1600)
Italský renesanční filozof, bojovník proti křesťanským dogmatům, stoupenec Koperníkova heliocentrismu, kritik scholastiky, byl dlouho vězněm a nakonec upálen.

Použitá literatura:
[1] kolektiv autorů: Rozum do kapsy – Malá encyklopedie, Albatros Praha 1995, 6. přepracované a doplněné vydání.
[2] Hroch M., Mandelová H., Petráň J., Skladaný M., Vasiljevová Z.: Dějepis - Středověk pro základní školy III. díl, Vydavatelství a nakladatelství Práce, s.r.o. 1993, 3. vydání
[3] http://www.multiweb.cz/astrobaze
[4] Grygar J., Horský Z., Mayer P.: Vesmír, Mladá Fronta Praha 1979, 1. vydání