Kosmos

Někdy může být drama každodenního života ohromující. Zapomněli jste vyzvednout sestru na letišti? Zase jste neudělali zkoušku? V takových chvílích se může zdát, že váš život je naprosto pohlcující a že vysává veškerou energii z vašeho okolí. Jenže na světě žijí miliardy dalších lidí. A samotná Země je jen nepatrným zrníčkem písku v neustále se rozpínajícím vesmíru. O co si vlastně dělat starosti?

Carl Sagan měl mimořádný talent: dokázal složité věci podat srozumitelně. A v mnoha ohledech není nic většího a komplexnějšího než kosmos. Poznávání vesmíru není jen o složité matematice – je to stejně tak lekce z dějin jako z přírodních věd.

Následující kapitoly vás provedou cestou lidského zájmu o vesmír od pravěku až po největší vesmírné výpravy dvacátého století. Dozvíte se mimo jiné, co by si o nás mohly myslet mimozemské civilizace, který starověký Řek odmítal představu ploché Země a jak vypadal jeden z Einsteinových slavných myšlenkových experimentů.

Dlouhou dobu byla historie lidstva omezena jen na Zemi. Pro nás je to všechno – doslova náš svět. Ve srovnání s vesmírem jako celkem je však Země opravdu jen drobnou tečkou v prachovém mračnu.

Rozměry vesmíru, tedy kosmu, jsou téměř nepředstavitelné. Je tak obrovský, že jsme pro jeho popis museli zavést zvláštní jednotku založenou na rychlosti světla. Světlo je nejrychlejší věc ve vesmíru: za jedinou sekundu urazí asi 186 000 mil, tedy přibližně 300 000 km. V přijatelnějších představách je to zhruba sedm oběhů kolem Země za sekundu.

Proto vědci při popisu kosmu používají světelné roky – vzdálenost, kterou světlo urazí za jeden rok. Číselně je to asi 6 bilionů mil, tedy přibližně 10 bilionů kilometrů. A to je teprve začátek. Odhaduje se, že kosmos obsahuje zhruba sto miliard (10^11) galaxií. V každé z nich je přibližně 10^11 hvězd a 10^11 planet. Když si to spočítáte, vyjde vám, že naše Země je jen jedna z asi 10^22 planet v kosmu. Z hlediska počtu je až děsivě bezvýznamná.

Základní fyzikální vlastnosti Země však lidé znají už velmi dlouho. Přibližně před dvěma tisíci lety se učenci zabývali její povahou a dokonce spočítali, že zemská pevnina není nekonečná ani plochá.

Ve 3. století př. n. l. vypočítal Eratosthenés, ředitel slavné Alexandrijské knihovny v Egyptě, že Země má tvar koule. Když jednou četl papyrový svitek, dozvěděl se, že v Syeně, dnešním Asuánu u Nilu, nevrhají tyče v poledne žádný stín. To naznačovalo, že v Syeně je v poledne Slunce přímo v zenitu.

Eratosthenés se rozhodl experimentovat. Zapíchl tyč do země v Alexandrii a zjistil, že tam v poledne stín vrhá. Z toho usoudil, že Země nemůže být plochá, ale musí být zakřivená. Kdyby byla Země plochá, buď by obě tyče neměly stín, nebo by byly ke Slunci pod stejným úhlem a měly by stejně dlouhé stíny.

Eratosthenés dokonce využil rozdíl v délce stínů k poměrně přesnému výpočtu obvodu Země. Potřeboval však ještě znát vzdálenost mezi Alexandrií a Syenou (asi 1 000 km), a tak si musel najmout člověka, který ji odměřil. Teprve pak mohl výpočet dokončit.

Tento objev byl klíčový. Na základě podobných poznatků se později ambiciózní mořeplavci vydávali na oceán v malých lodích. Jak daleko dopluli, se možná nikdy přesně nedozvíme. Jisté však je, že duch objevování dodnes živí věda. Co jiného jsou satelity než lodě plující vesmírem?

Ještě před vznikem písemné historie lidé vzhlíželi k nebi a snažili se pochopit drobné světelné body, které se třpytí na noční obloze. Nešlo ale jen o zvědavost – brzy si uvědomili, že hvězdy mohou i prakticky využít.

Přibližně před 40 000 generacemi určovali naši nomádští předkové termíny každoročních setkání s jinými kmeny v odlehlých krajích právě podle polohy hvězd. Hvězdy jim také pomáhaly sledovat rytmus ročních období: věděli tak, kdy dozrají určité plody a kdy se začnou stěhovat antilopy či buvoli.

To vše je možné díky pravidelnému a předvídatelnému pohybu nebeských těles. Pokud delší dobu sledujete planety, zjistíte, že se na obloze pohybují po jakýchsi smyčkách. Toto pozorování vedlo Klaudia Ptolemaia, který ve 2. století n. l. působil v Alexandrijské knihovně, k formulaci teorie: podle něj byla Země středem vesmíru a hvězdy i planety se kolem ní otáčely. Tato geocentrická představa přetrvala staletí.

Teprve v roce 1543 přišel Mikuláš Koperník s radikálním tvrzením, že Země a ostatní planety obíhají kolem Slunce. Slunce se tak stalo středem vesmíru v novém, heliocentrickém modelu.

Zhruba o 60 let později tento model dále zpřesnil německý astronom Johannes Kepler. Získal přístup k mimořádně podrobným pozorovacím datům, která shromáždil nedávno zesnulý Tycho Brahe, dánský šlechtic a astronom. Na jejich základě Kepler spočítal, že dráhy planet kolem Slunce nejsou kruhové, jak se dříve myslelo, ale eliptické. Tím formuloval první ze svých tří zákonů planetárního pohybu, které se v astrofyzice používají dodnes.

Kepler měl i velmi zajímavou představu o silách ve vesmíru. Tvrdil, že existuje síla, kterou nazýval „magnetismus“ a která působí na dálku. Tato síla by vysvětlovala, proč se planety zrychlují, když se přibližují ke Slunci. Zní vám to povědomě? Není divu – Kepler tím v podstatě předznamenal Newtonovu teorii všeobecné gravitace, a to asi o půl století dříve.