ORLÍ PERO ASTRONOMIE V HISTORII

Transkript

1 ORLÍ PERO ASTRONOMIE V HISTORII Vyprávěj třicet minut o tom, jaký význam měla astronomie v historii (navigace apod.) a jak dostávala souhvězdí a hvězdy svoje pojmenování. Uveď při tom 2 báje. Vítězslav Čermák Atana

2 Celé plnění tohoto OP, jsem rozložil do několika částí. Nejprve se hoši seznámily mým prostřednictvím s planetárním Slunečním systémem. Na zahradě u naší klubovny jsme vyrobily model sluneční soustavy. Vzdálenosti planet od naší klubovny byli v metrech. Další částí bylo povídání o vzniku astronomie. O tom co je to egocentrismus a heliocentrismus, využití astronomie pro navigaci v historii i současnosti. Následující část zahrnula poznávání souhvězdí na noční obloze, a jejich obkreslování do deníků již v klubovně podle obrázků. Poslední částí bylo vyprávění bájí o souhvězdích i o tom jak dostávali své jméno. Atana

3 Astronomie, řecky (astron) hvězda a (nomos) zákon, česky též hvězdářství, je věda, která se zabývá jevy za hranicemi zemské atmosféry. Zvláště tedy výzkumem vesmírných těles, jejich soustav, různých dějů ve vesmíru i vesmírem jako celkem. Od počátku lidstva se oči lidí obraceli k noční obloze a pozorovali hvězdy. Počátek astronomie a pozorování nebe vůbec je někde v dávném nedohlednu. Již tehdy člověk vypozoroval, že existují souvislosti se zdánlivým pohybem Slunce na obloze, ročními dobami, dnem a nocí i měnícími se fázemi Měsíce. Zjistili, že se všechny tyto děje opakují periodicky a snaha určit další předpověď cyklu vedla k vytvoření přirozených časových jednotek - den, měsíc, rok - a jednotek z nich dále odvozených. Byli budovány jakési prahvězdárny za účelem měření nebo přesnějšího pozorování hvězd a planet. Například jiho Anglický Stonehenge. Nebo pyramidy Aztéků v Jižní Americe. Úkolem astronomů bylo především předpovídat dobu pro setí, sklizeň, zatmění slunce či měsíce a další potřebné údaje pro daný věk. Jeden z nejstarších příběhů o činnosti astronomů se udál ve staré Číně a bude nejspíš pouhou legendou. Dvorní astronomové Hsi a Ho se prý v roce 2137 před n. l. opíjeli a nepředpověděli zatmění Slunce, což byl opravdový malér, neboť jejich povinností bylo včas nařídit bubnování a střílení proti obludě, která začala požírat Slunce. Ve čtvrtém století před n. l. vznikl v Číně nejstarší atlas komet, zvaný Hedvábná kniha. Kniha měla podobu hedvábné stuhy o délce 1,5 metru a obsahovala třídění komet na 29 typů a přehled pohrom, které komety způsobují. Hedvábná kniha byla objevena v jedné hrobce roku Nejdále dospěla babylónská věda. Babylónští astronomové sestavovali tabulky periodicity pohybů nejjasnějších planet - Venuše a Jupitera. Dlouhodobá pozorování souhvězdí, planet a Měsíce přivedla babylonské astronomy k nalezení některých pravidelností, zejména periody saros, která umožňovala předpovídat zatmění Měsíce. Staří Babylóňané rozdělili den na 24 hodin a sestavili vodní hodiny, od nich také pochází dělení hodiny na 60 částí i dělení kruhu na 360 výsečí. Určili poměrně přesně délku roku, který rozdělili na 12 měsíců. V té době vznikla u babylónských a asyrských kněží astrologie. Ve starých kulturách Mezopotámie a v Egyptě se pak vytvořily základy, na nichž mnohem později vznikly přírodní vědy i když ještě pod značným náboženským tlakem. Astronomie dala základ navigaci pro lodní dopravu, podle nejjasnější hvězdy nebo polohy slunce a měsíce se lodě plující na mořích orientovali. Byli vynalezeny jednoduché přístroje pro navigaci. Kompas, sextant.

4

5 Vesmírný řád Počátek astronomie a pozorování nebe vůbec je někde v dávném nedohlednu. Již tehdy člověk vypozoroval, že existují souvislosti se zdánlivým pohybem Slunce na obloze, ročními dobami, dnem a nocí i měnícími se fázemi Měsíce. Zjistili, že se všechny tyto děje opakují periodicky a snaha určit další předpověď cyklu vedla k vytvoření přirozených časových jednotek - den, měsíc, rok - a jednotek z nich dále odvozených. První skutečné astronomické znalosti pochází z doby před šesti tisíci lety - z doby, kdy se teprve tvořilo písmo. Do dnešní doby se zachovaly primitivní a nedokonalé stavby, které byly budovány jako jakési prahvězdárny. Mezi nejznámější patří Stonehenge u Salisbury v jižní Anglii. To dokládá, že o astronomii se zajímaly nejen vyspělé civilizace, ale i obyvatelé střední a západní Evropy. Takové stavby se nachází i u nás. Daleko více se astronomie rozvíjela ve vyspělých civilizacích v povodí velkých řek: Nilu, Eufratu a Tigridu, Gangy a Žluté řeky. Již ve tisíciletí před n. l. byla přesně určena délka roku, např. v Číně na 365,25 dne. Astronomie tu byla úzce spjata se zemědělstvím, např. v Egyptě při pravidelných nilských záplavách. Jeden z nejstarších příběhů o činnosti astronomů se udál ve staré Číně a bude nejspíš pouhou legendou. Dvorní astronomové Hsi a Ho se prý v roce 2137 před n. l. opíjeli a nepředpověděli zatmění Slunce, což byl opravdový malér, neboť jejich povinností bylo včas nařídit bubnování a střílení proti obludě, která začala požírat Slunce.

6 Ve čtvrtém století před n. l. vznikl v Číně nejstarší atlas komet, zvaný Hedvábná kniha. Kniha měla podobu hedvábné stuhy o délce 1,5 metru a obsahovala třídění komet na 29 typů a přehled pohrom, které komety způsobují. Hedvábná kniha byla objevena v jedné hrobce roku Nejdále dospěla babylónská věda. Babylónští astronomové sestavovali tabulky periodicity pohybů nejjasnějších planet - Venuše a Jupitera. Dlouhodobá pozorování souhvězdí, planet a Měsíce přivedla babylonské astronomy k nalezení některých pravidelností, zejména periody saros, která umožňovala předpovídat zatmění Měsíce. Staří Babylóňané rozdělili den na 24 hodin a sestavili vodní hodiny, od nich také pochází dělení hodiny na 60 částí i dělení kruhu na 360 výsečí. Určili poměrně přesně délku roku, který rozdělili na 12 měsíců. V té době vznikla u babylónských a asyrských kněží astrologie. Ve starých kulturách Mezopotámie a v Egyptě se pak vytvořily základy, na nichž mnohem později vznikly přírodní vědy i když ještě pod značným náboženským tlakem. Planetární systém Vedoucí roli v astronomii měli nejprve Řekové, pak Arabové a v poslední fázi (až přibližně do roku 1500) křesťané v Evropě. Řekové přejímali znalosti od Babylóňanů a Egypťanů. Byli totiž dobrými obchodníky a s těmito národy v neustálém obchodním styku. Problémem celé této epochy byl planetární systém. Řekové zavedli pojem kosmos - vesmír. Kosmos se vztahoval na celek a znamenalo to něco úplného a neměnného, tedy krásného. Řekům moc nešlo o vznik vesmíru, ale spíš o současný popis. Jen v prvopočátku se objevilo pár názorů na vznik vesmíru. Vůbec první z řeckých učenců, Thales z Milétu (6. století před n. l.), považoval za pralátku vodu, z níž všechno vzniklo zhušťováním a zřeďováním. O Zemi soudil, že je to plochá deska, plovoucí ve světovém oceánu. Jako první určili správný tvar Země - kouli - Pythagorovi žáci. Jeden z nejvýznamnějších pythagorovských myslitelů, Filoláos (5. století před n. l.), zjistil, že se Země otáčí kolem vlastní osy a že obíhá jako jedna z planet kolem mystického centrálního ohně. Slunce a Měsíc patřili mezi planety, kterých bylo sedm - Merkur, Venuše, Mars, Jupiter a Saturn. Za sférou planet se nacházela neměnná sféra stálic. Někdy bylo do středu celého systému umístěno Slunce, jindy oheň a nejčastěji Země. Otázkou bylo, které sféře přiřadit pohyb a které klid. Sféře planet byl přisouzen pohyb, který musel být podle Platóna pravidelný, tzn. rovnoměrný kruhový.

7 Pořádek v uspořádání udělal Aristoteles ( před n. l.). Umístil Zemi do centra a jako příčinu kruhového pohybu planet uvedl nadpozemský éter. Jeho myšlenky pak ovlivňovaly vývoj astronomie po dlouhé roky. Mezi výjimky, které umístily do centra Slunce, patří Hérakleides (4. století před n. l.) a Aristarchos ze Samu (3. století před n. l.). Apollónios z Pergy (kolem roku 200 před n. l.) a Hipparchos (2. století před n. l.) pak vytvořili prvky nového výkladu pohybu planet, které v první polovině 2. století uvedl v systém Klaudios Ptolemaios. Jeho spis je známý pod poarabštělým názvem Almagest. Apollónius mimo jiné zkonstruoval přístroj zvaný astrolab na určování výšky hvězd. Arabská věda zpřesnila tabulky pohybu Slunce a Měsíce. Převzala geocentircké schéma vesmíru. Tyto názory částečně vyvrátili astronomové ve Střední Asii, kde působili Abú ar-rajhán al Birúní ( ), Omar Chajjám ( ) a Uluhgbeg ( ), který na své hvězdárně dal postavit přístroje, jejichž přesnost dostihl v Evropě až Tycho Brahe koncem 16. století. Heliocentrismus versus geocentrismus Ve 13. století vzniklo na Pyrenejském poloostrově v Toledu (v místě styku arabské a křesťanské kultury) první evropské centrum astronomického bádání, které převzalo ptolemaiovský systém. Astronomie dostala nové společenské úkoly. Bez její pomoci by se námořníci nemohli orientovat po moři. Bez astronomie by také nemohly být zmapovány nově objevené země, popř. k nim nebyla znovu nalezena cesta. Hlavním úkolem bylo opět určit co nejpřesněji dráhy planet (v té době byl stále mezi planety počítán i Měsíc). Kritickým bodem se stala otázka, zda Země je či není ve středu vesmíru a zda se pohybuje. Rozhodující obrat uskutečnil Mikuláš Koperník ( ), zpochybnil dosavadní geocentrický názor. Říkal, že je daleko pravděpodobnější, aby se pohybovala nepatrná část vesmíru, místo aby se pohyboval celý vesmír několikerým pohybem. Přisoudil Zemi tři pohyby: otočení kolem osy za jeden den, kolem Slunce za jeden rok a konečně precesní pohyb. Zemi zařadil mezi planety, které obíhají kolem Slunce. Jeho teorie se samozřejmě neobešla bez odezvy. Stejný názor zastával i Giordano Bruno ( ), který byl za své názory upálen jako kacíř. Mimo jiné zařadil Slunce mezi hvězdy. Galileo Galilei ( ) byl horlivým stoupencem heliocentrismu. Vytvořil teorii pohybu těles, která počítá s pohybem Země. Koperníkův systém ještě nebyl dokonalý. Zdokonalil ho až Johannes Kepler ( ) objevem tří zákonů o pohybu planet. Isaac Newton ( ) publikoval teorii gravitace. Poznal, že není žádný rozdíl mezi silou, která přitahuje kámen k Zemi a silou, která přitahuje udržuje Měsíc na jeho oběžné dráze. S dalekohledem se setkáváme roku Zkonstruoval jej Holanďan Lippershey. O jeho novince se již další rok dozvěděl Galileo Galilei. Podle dostupných zpráv zkonstruoval vlastní přístroj a do historie se tentokrát zapsal tím, že jej jako první obrátil ke hvězdám. Brzy objevil nevídané věci - satelity Jupitera, fáze Venuše, sluneční skvrny, krátery a pohoří na Měsíci, stálice nepozorovatelné nevyzbrojeným okem, strukturu Mléčné dráhy. Přesvědčil se tak o menší analogii slunečního planetárního systému, o oběhu Venuše kolem Slunce, o rotaci Slunce, podobně Měsíce a Zemi, o nekonečnosti hvězdného vesmíru. Pochopitelně toto vše především hovořilo pro heliocentrický systém, jehož byl Galilei přesvědčeným zastáncem - a církev neméně tvrdým odpůrcem. William Herschel ( ) roku 1781 náhodně nalezl další planetu - Uran. V roce 1838 změřil německý astronom Friedrich Bessell jako první na světě vzdálenost hvězdy 61 Cygni, když určil její trigonometrickou paralaxu, obnášející 0,3". Tak zjistil, že tato hvězda je od nás vzdálena něco přes 3 parseky (11 ly), což byl tehdy vrcholný výkon astronomické techniky: Bessel měřil polohu hvězdy v dalekohledu pomocí vláknového mikrometru očima, neboť ještě neexistovala astronomická fotografie. Když pak z gravitačních poruch v dráze Uranu Urban Jean Leverrier ( ) a John Coach Adams ( ) došli k předpokladu další dosud neznámé planety, vypočetli její pozici a podle Leverrierova výpočtu ji J. C. Galle ( ) v roce 1846 skutečně našel. Planeta dostala jméno Neptun. Nebeská mechanika slavila svůj triumf.

8 V polovině 19. století byla zásadně přetvořena celá koncepce práce v astronomii. Velkým zásahem do astronomického myšlení byl zákon zachování energie ze 40. let 19. století. Do tohoto objevu bylo např. Slunce prostě horké a bylo zdrojem tepla pro planetární soustavu, aniž se kdo ptal proč a jak. Teď ale vyvstala otázka: "Odkud se bere světelná a tepelná energie, kterou Slunce vyzařuje?". První tuto problematiku otevřel J. R. Mayer ( ). Domníval se, že zdrojem energie jsou meteority dopadající na pevný sluneční povrch. Skutečná astrofyzika pak vznikla až v druhé polovině devatenáctého století. Rozhodujícím momentem pro její vznik byl objev tří pracovních metod: spektrální analýzy, fotometrie, fotografie. První z nich, tedy spektrální analýza, měla největší význam. G. R. Kirchhoff ( ) a R. W. Bunsen ( ) poznali, že podle čar ve spektru je možno usuzovat na chemické složení buď zdroje a nebo prostředí, jímž světlo prošlo. Byl tedy vyřešen do té doby neřešitelný problém složení hvězd. Kirchhoff na základě svých výzkumů zcela přebudoval teorii Slunce. Dmitrij Mendělejev roku 1871 publikoval definitivní verzi své periodické tabulky chemických prvků a v osmdesátých letech (asi 1886) Heinrich Hertz generoval elektromagnetické vlny a objevil fotoelektrický jev. Postupně se prosazovala Maxwellova teorie elektromagnetického pole, rozvíjela se termodynamika a teorie záření černého tělesa, která roku 1900 vyústila v Planckův zákon, jenž fakticky předznamenal vznik kvantové mechaniky. Negativní výsledek Michelsonova-Morleyho pokusu (1877) podnítil vznik speciální teorie relativity (1905). Jen o deset let později pak přišla obecná relativita - monumentální dílo Alberta Einsteina. Po Thomsonově objevu elektronu (1897) se začala rozvíjet atomová, jaderná a částicová fyzika, jež vedla k největší vědecké revoluci 20. století - úžasné stavbě kvantové mechaniky. Odtud odevšad astronomie čerpala podněty pro svůj rozvoj, a sama svými výsledky zpětně ovlivnila rozmach téměř všech oborů přírodních věd - od fyziky a chemie po biologii, geologii a geofyziku. Na základě spektrální analýzy byly hvězdy rozděleny do několika základních typů a byl nalezen vztah mezi spektrem a svítivostí hvězdy. Vyjadřuje ho tzv. Hertzprungův- Russellův diagram z roku 1913, který byl od doby svého vzniku několikrát doplněný. Na počátku tohoto století se však ukázalo, že je třeba řešit některé problémy ve sluneční soustavě, které klasická newtonovská teorie nedokáže vysvětlit. Konkrétně šlo o stáčení perihélia planety Merkur, asi o 40'' za rok. Vznikaly teorie o existenci neznámé další planety sluneční soustavy, která dostala i název - Vulkán. Její existence však nebyla prokázána, proto byly vykonstruovány jakési záchranné hypotézy, např., že síla neklesá s 2 mocninou vzdálenosti, ale mocninou, ale bylo v podstatě zřejmé, že se na vyšší úrovni opakuje problém podobný Ptolemaiovskému přidávání epicyklů, proto bylo třeba hledat nějaké přesnější a pohodlnější vysvětlení. Problém byl vyřešen obecnou teorií relativity (OTR). OTR použil A.Einstein i pro popis a výklad chování vesmíru v roce 1917, na jehož myšlenky navázal ruský teoretik A. Fridman, který tvrdil, že se vesmír ze všech míst musí jevit jako rozpínající se systém, z čehož vyplývá, že vesmír musí mít počátek, který nazýváme dnes Velký Třesk (Big Bang). Novodová astronomie zkoumající vesmír se také (podobně jako fyzika) rozpadla na celou řadu odvětví (kosmologie, astrofyziku, kosmonautiku apod.). Důležitou součástí novodobé astronomie je komunikace. Tu zajišťuje již od roku 1919 Mezinárodní astronomická unie, jedna z nejstarších světových vědeckých organizací.

9 Naše noční obloha. Bojovníci kmene Mohawk se v posledních týdnech dozvídají o noční obloze spoustu nových i už jim známých informací. Začali jsme planetami sluneční soustavy, budováním modelu SLSO na zahradě školky. Její rozměry byli ve zmenšeném měřítku a hned se vidělo v jaké vzdálenosti od slunce, se která planeta nachází. Na víkendovce Dobrovolná sobota jsme pohlédly k obloze a spatřili jasné hvězdy, kterým nevadil světelný smog. Naštěstí pro nás to byli souhvězdí, která jsme chtěli vidět. Dnešní kmenová schůzka přinesla povídání o historii astronomie, navigaci, heliocentrismu a geocentrismu, o významných hvězdářích a dalších zajímavostech. Namalovali jsme si do svých deníků pět základních souhvězdí : Malý a Velký vůz, Orion, Casiopeu a Draka. Nahlédli jsme i do hvězdného atlasu. Na závěr přišla řeč, kde nejvhodněji na internetu hledat INFORMACE. Zde tak přináším stručný návod jak si porovnat své pozorování s informacemi o tom co jsme viděli. Atana Zadejte adresu : Potom ve sloupci klikněte na NOČNÍ OBLOHU obrázek jedna, zakroužkováno červeně Následně klikněte na OBLOHA DNES. Klikněte na OTÁČIVÁ MAPA OBLOHY. Teď již můžete bádat.

10

11

12