Není od věci říci, že Koperníkova revoluce zásadně změnila náš pohled na naše místo ve vesmíru. Ve starověku lidé věřili, že Země je středem sluneční soustavy a vesmíru, zatímco dnes víme, že se nacházíme jen na jedné z mnoha planet obíhajících kolem Slunce.
Tato změna pohledu se však neodehrála přes noc. Naopak, trvalo téměř sto let nových teorií a pečlivých pozorování, často za použití jednoduché matematiky a primitivních přístrojů, než byla odhalena naše skutečná poloha na obloze.
O tom, jak se tento hluboký posun vyvíjel, můžeme získat představu, když se podíváme na skutečné poznámky, které po sobě zanechali astronomové, kteří se na něm podíleli. Tyto poznámky nám napovídají, jaká práce, postřehy a genialita byly hnacím motorem koperníkovské revoluce.
Bloudící hvězdy
Představte si, že jste astronomem ze starověku, který zkoumá noční oblohu bez pomoci dalekohledu. Zpočátku se planety od hvězd příliš neliší. Jsou o něco jasnější než většina hvězd a méně blikají, ale jinak vypadají jako hvězdy.
V antice se planety od hvězd skutečně odlišovaly především svým pohybem po obloze. Od noci k noci se planety postupně pohybovaly vzhledem ke hvězdám. Ostatně slovo „planeta“ je odvozeno ze starořeckého výrazu pro „putující hvězdu“.
A pohyb planet není jednoduchý. Zdá se, že planety při svém pohybu po obloze zrychlují a zpomalují. Planety dokonce dočasně mění směr a vykazují „retrográdní pohyb“. Jak to lze vysvětlit?“
Ptolemaiovy epicykly
Starověcí řečtí astronomové vytvářeli geocentrické (na Zemi soustředěné) modely sluneční soustavy, které dosáhly svého vrcholu s dílem Ptolemaia. Tento model z arabské kopie Ptolemaiova Almagestu je vyobrazen výše.
Ptolemaios vysvětloval pohyb planet pomocí superpozice dvou kruhových pohybů, velkého „deferentního“ kruhu kombinovaného s menším „epicyklem“.
Dále mohl být deferent každé planety odsazen od polohy Země a rovnoměrný (úhlový) pohyb kolem deferentu mohl být definován pomocí polohy známé jako ekvant, nikoliv pomocí polohy Země nebo středu deferentu. Chápete?
Je to poměrně složité. Ale ke cti Ptolemaiovi slouží, že jeho model předpovídal polohy planet na noční obloze s přesností na několik stupňů (někdy i lépe). A stal se tak hlavním prostředkem pro vysvětlení pohybu planet na více než tisíciletí.
Kopernikův posun
V roce 1543, kdy Mikuláš Koperník zemřel, zahájil svou stejnojmennou revoluci vydáním spisu De revolutionibus orbium coelestium (O revolucích nebeských sfér). Koperníkův model sluneční soustavy je heliocentrický, planety obíhají kolem Slunce, nikoli kolem Země.
Možná nejelegantnější částí Koperníkova modelu je jeho přirozené vysvětlení měnícího se zdánlivého pohybu planet. Zpětný pohyb planet, jako je Mars, je pouhou iluzí, způsobenou tím, že Země „předbíhá“ Mars, když obě obíhají kolem Slunce.
Ptolemaiovská bagáž
Naneštěstí byl původní Koperníkův model zatížen ptolemaiovskou bagáží. Koperníkovy planety se stále pohybovaly po sluneční soustavě pomocí pohybů popsaných superpozicí kruhových pohybů. Koperník se zbavil ekvantu, kterým pohrdal, ale nahradil jej matematicky ekvivalentním epicyklem.
Astronom-historik Owen Gingerich a jeho kolegové vypočítali planetární souřadnice pomocí ptolemaiovského a koperníkovského modelu té doby a zjistili, že oba mají srovnatelné chyby. V některých případech se poloha Marsu mýlí o 2 a více stupňů (což je mnohem větší chyba než průměr Měsíce). Navíc původní Koperníkův model nebyl o nic jednodušší než dřívější Ptolemaiův model.
Jelikož astronomové 16. století neměli přístup k dalekohledům, newtonovské fyzice a statistice, nebylo jim zřejmé, že Koperníkův model je lepší než Ptolemaiův, i když správně umístil Slunce do středu sluneční soustavy.
Přichází Galileo
Od roku 1609 používal Galileo Galilei nedávno vynalezený dalekohled k pozorování Slunce, Měsíce a planet. Viděl hory a krátery na Měsíci a poprvé odhalil, že planety jsou samostatnými světy. Galileo také poskytl přesvědčivé pozorovací důkazy o tom, že planety obíhají kolem Slunce.
Galileova pozorování Venuše byla obzvláště přesvědčivá. Podle ptolemaiovských modelů zůstává Venuše po celou dobu mezi Zemí a Sluncem, takže bychom měli většinou pozorovat noční stranu Venuše. Galileo však dokázal pozorovat i denní stranu Venuše, což naznačuje, že Venuše může být na opačné straně Slunce než Země.
Keplerova válka s Marsem
Kruhové pohyby ptolemaiovského a koperníkovského modelu vedly k velkým chybám, zejména u Marsu, jehož předpovězená poloha mohla být chybná o několik stupňů. Johannes Kepler věnoval pochopení pohybu Marsu léta svého života a tento problém rozlouskl velmi důmyslnou zbraní.
Planety (přibližně) opakují stejnou dráhu při oběhu kolem Slunce, takže se jednou za oběžnou periodu vracejí do stejné polohy v prostoru. Například Mars se vrací do stejné polohy na své oběžné dráze každých 687 dní.
Když Kepler znal data, kdy se planeta dostane do stejné polohy v prostoru, mohl použít různé polohy Země na její vlastní dráze k triangulaci poloh planet, jak je znázorněno výše. Kepler mohl na základě předteleskopických pozorování astronoma Tychona Braheho vysledovat eliptické dráhy planet při jejich oběhu kolem Slunce.
To Keplerovi umožnilo formulovat jeho tři zákony pohybu planet a předpovídat jejich polohy s mnohem větší přesností, než bylo dříve možné. Položil tak základy newtonovské fyziky konce 17. století a pozoruhodné vědy, která následovala.
Sám Kepler vystihl nový pohled na svět a jeho širší význam ve spise Astronomia nova (Nová astronomie) z roku 1609:
Pro mě je však pravda ještě zbožnější a (při vší úctě k doktorům církve) filozoficky dokazuji nejen to, že Země je kulatá, nejen to, že je obydlená po celé své délce u protinožců, nejen to, že je opovržlivě malá, ale také to, že je nesena mezi hvězdami.
Napsat komentář