BRADAVICKÁ Knihovna

 

 

Astronomie je jedna z nejstarších věd a zabývá se zkoumáním vesmíru a to nejen pozorováním hvězd a planet, ale i komet, galaxií, asteroidů, černých děr a dalších součástí vesmíru. K vesmíru patří taky čas a prostor. Vesmír je počátek života, kdyby nebyl, nebyli bychom tu i my.

Díky astronomii můžeme určit přibližné stáří naší planety, jak vznikala, jak se vyvíjela a jak nejspíš i skončí. Díky astronomii se mohli nekouzelníci orientovat na moři i na souši, a to díky hvězdě polárce nebo taky severce, pojmenovávali také různá souhvězdí.

Co si lze představit pod pojmem vesmír? Pojem vesmír by se dal nahradit i termínem "jsoucno". Vše, co právě teď vidíte (nebo nevidíte) kolem sebe - počítač, dům, slunce, své ruce píšící na klávesnici - to vše je vesmír, jen jsou v něm právě atomy uskupené tak, aby daly dohromady věci, které tak důvěrně známe. Chceme-li alespoň přibližně poznat vesmír, je nutno si ho nějak rozdělit. Zkoumat vesmír atom po atomu by, alespoň pro člověka, nebylo přínosné ani efektivní, takže byly zavedeny termíny pro skupiny atomů, které už z hlediska vesmíru něco znamenají - galaxie, hvězdy, planety.

Co jsme zatím poznali díky astronomii, jsme si dokázali pojmenovat a díky přesným matematickým výpočtům jsme dokázali z části pochopit funkci. Vesmír je tvořen planetami, měsíci a hvězdami. Ty spolu tvoří Galaxie. Galaxie se nacházejí v hvězdokupách. To celé tvoří tak ohromný prostor, nazývající se vesmír. To, ale i mnoho jiných těles, jako jsou kvasary, komety, pulsary, asteroidy, černé díry atd.. Většinu těchto těles jsme zkoumali, takže víme původ a funkci. Ale o mnoha tělesech se zatím vedou pouze teorie a dohady. Například Černá díra. Různí vědci tvrdí, že je to vlastně ohromné slunce, které se zhroutilo vlastní gravitací a pohlcuje vše kolem sebe. Jiní vědci zase tvrdí, že je to tunel do jiných dimenzí a galaxie a vidí v ní budoucnost vesmírného cestování.

Stejně intenzivně jako studování hlubokého vesmíru se vědci věnují zkoumáním naší Sluneční soustavy. Ta se skládá z devíti planet s jejich měsíci, pásu asteroidů mezi Jupiterem a Marsem a Slunce. Naše Sluneční soustava je součástí tzv. Mléčné dráhy. To je seskupení miliónů hvězd v naší Galaxii, které tvoří na obloze velké bílé pruhy. Vědci našli ve vesmíru mnoho stejných Slunečních soustav stejných, jako je ta naše, ale zatím nenašli planetu, která by byla stejná jako ta naše Země.

Další a další otázky budou vznikat při zkoumání vesmíru. Mnohé budou časem zodpovězeny, ale také jich mnoho bude nezodpovězených. Při zkoumání vesmíru nám dělá problémy jeho neskutečná velikost. Proto dnes můžeme jenom naslouchat zvukům přicházejícím z hlubin vesmíru, ale nemůžeme jim odpovídat. Bude ještě dlouho trvat, než začneme vesmírem cestovat. Ale jednou budou všechny tyto otázky zodpovězeny. Za jak dlouho, to se neví. Ale to co víme, víme díky astronomii a vědcům, kteří se zkoumáním vesmíru zabývali.

 

 

Souhvězdí kolem severního pólu. Kolem točny (pólu) se zdánlivě otáčí obloha, což způsobuje rotace naší planety. V blízkosti severního pólu září Polárka. Souhvězdí, která obtáčejí pól a nikdy nezapadnou pod obzor, se nazývají cirkumpolární (obtočová) souhvězdí. Nejznámějším souhvězdím je Velký vůz (část Velké medvědice). Oj vozu míří k druhé nejjasnější hvězdě severního nebe - Arcturu v Pastýři (Honák, Bootes). Prodloužením 5x vzdálenosti zadních kol nás dovede k Polárce. Velmi výrazným souhvězdím je Kasiopeja tvarem písmene W. Souhvězdí Cefea a zvláště Žirafy a Ryse jsou nevýrazná. Drak obtáčí svým ocasem Malý vůz (Malý medvěd).

Jarní souhvězdí. K orientaci na jarní obloze nám pomáhá trojúhelník tvořený jasnými hvězdami Regula ve Lvu, Spicy v Panně a Arcturu v Pastýři. Tato souhvězdí jsou výrazná a snadno je nalezneme. Pod ojí Velkého vozu jsou dvě hvězdy Honících psů. Nad Pannou pak shluk hvězd vytvářející Vlasy Bereniky. Jižním obzorem se vine obří Hydra končící u Raka.

Letní souhvězdí. Každý měsíc se posouvají souhvězdí o 30° k západu. Některá zmizí pod obzorem jiná vyjdou v celé kráse. V létě se pozoruje nejlépe. Mléčná dráha září v plné kráse a nabídne sice v krátkých, ale teplých nocích pohled na stříbřitou řeku hvězd (pod temnou oblohou). Nápadný letní trojúhelník tvoří jasné hvězdy. Na vrcholech září Deneb v Labuti, Vega v Lyře a Altair v Orlu. Nad jižním obzorem ve Střelci za temnými mezihvězdnými mračny je schováno jádro Galaxie. Červený a jasný Antares dominuje Štíru. Ve Štítu pod Orlem je nápadné zhuštění Mlečné dráhy. Je příjemné lehnout do trávy a s triedrem na očích projíždět oblohou.

Podzimní souhvězdí. Podzimní obloha nenabídne z večera žádný zázračný pohled. Letní souhvězdí brzo zapadají a pouze Plejády (Kuřátka) v Býku nadchnou každého pozorovatele. V zenitu dominuje výrazná Kasiopeja. Samozřejmě můžeme spatřit, v sousední Andromedě, Velkou galaxii v Andromedě. Za dobrých podmínek spatříme nad jihem Sochaře a Jižní rybu. Tak jak se podzim chýlí k zimě, tak nabízí časté mlhy, plískanice a pozorovatelné noci jsou vzácné.

Zimní souhvězdí. Temné, zvláště čisté, ale mrazivé zimní noci nabízí překrásný pohled. Mihotavý blikot hvězd v tiché černi noci stojí za to utrpení drkotajících zubů, zkřehlých prstů a oroseného okuláru. Obloze vévodí Orión. Jasné hvězdy zimní oblohy tvoří jakýsi šestiúhelník. Tvoří Betelgeuz s Rigelem v Oriónu, Aldebaran co by oko Býka. Capella značí Vozku, Kastor s Polluxem v Blížencích a Prokyon v Malém psu. Vše ukončuje nejjasnější hvězda nočního nebe - Sírius ve Velkém psu.
 

 

 

Galaxie je obrovský systém hvězd, mezihvězdného prachu, mezihvězdného plynu a nezářivé hmoty. Systém je vázaný vzájemnou gravitací složek. Naše Galaxie (na obloze viditelná jako pruh podél ekliptiky - nazývané jako Mléčná dráha) je jedna z galaxií, pouze ji vidíme z vnitřku - od Slunce. Ostatní galaxie se nám jeví na obloze jako mlhavé obláčky. Proto byly dlouho považovány za mlhoviny. Hrubý odkad ukazuje, že se v pozorovaném vesmíru (do vzdálenosti 10 miliard let) vyskytuje až 120 miliard galaxií.

ROZDĚLENÍ GALAXIÍ

Galaxie rozdělujeme do tří základních typů, a to do spirálních, eliptických a nepravidelných (takzvaně irregulárních). Tímto základním rozdělením můžeme katalogizovat veškeré známé galaxie, ale pro přesnost se tyto tři hlavní skupiny dále dělí na menší celky, aby už z uvedeného označení bylo patrné, jak galaxie vypadá a jaký má tvar.

Za prvé jsem uvedla SPIRÁLNÍ galaxie. Jsou to galaxie, ve kterých jsou hvězdy seřazeny do jednoduchých či složitějších spirál, přičemž spirální ramena jako by vyvěraly přímo z jádra galaxie. Galaxie, které mají tento tvar, označujeme písmenem S a mluvíme o takzvaném typu S. Dále tuto skupinu rozdělujeme podle bohatosti spirální struktury na typy 0, a, b, c, d. Dále se od typu S odvozuje ještě spirální galaxie s příčkou, kde spojnice mezi spirálními rameny má tvar krátké úsečky. Tyto galaxie se označují písmeny SB. Do této skupiny patří i naše galaxie Mléčná dráha.


Dalším rozšířeným typem galaxií jsou galaxie ELIPTICKÉ, které značíme písmenem E a mluvíme o takzvaném typu E. Tyto galaxie mají na fotografiích oválný tvar bez vnitřní struktury a jsou složeny z hvězd, které mají převážně malý podíl plynu a prachu. Rozdělujeme je podle stupně zploštění oválu a ten pak vyjádříme číslicemi 0-7. Pro ukázku například E1 je velice málo zploštělá a galaxie typu E6 je hodně zploštělá. Mezi tyto galaxie patří jak malé galaxie trpasličích rozměrů, tak i největší známé útvary ve vesmíru, takzvané obří galaxie.

Třetí skupinou jsou galaxie IRREGULÁRNÍ neboli nepravidelné, které nemají jak spirální strukturu, tak ani pevně ohraničený konec a u kterých je těžké určit, kde končí. Typickým příkladem takovéto galaxie je nám nejbližší galaxie Malé a Velké Magallenovo mračno. Značíme je písmeny Irr. Nejlépe tyto galaxie vysvětlí zde uvedená fotografie.






To by bylo o typech galaxií asi všechno. Jen na závěr ještě poznámka, že není znám důvod, proč se jedna galaxie změní na spirální či na nepravidelnou. Tento proces zatím není známý a nemáme ani ponětí, co nakonec vede ke vzniku určitého typu galaxie. Musíme doufat, že budoucí generace problém vyřeší.





VZNIK HVĚZD

Vše začalo už strašně dávno, kdy byl vesmír poměrně mlád, ale dovoloval již slučování atomů. V této době byl vesmír vyplněn prachem a plynem ještě se nenarozených hvězd. V této kolébce, v níž se hvězdy počaly rodit, došlo k tomu, že se počal prach a plyn pozvolna slučovat, houstnout, kondenzovat, kumulovat se do větších oblastí atd., čímž dal podnět ke vzniku mezihvězdného zárodku budoucí hvězdy první generace, která vzniká následovně. Drobná zhuštěnina směsi plynu a prachu začne na okolí působit tlakem záření. (Každý elektron, proton, či neutron vyzařuje určitý druh záření, jenž je nepatrně hmotný. V lidském měřítku je toto záření více než zanedbatelné, ale při takto malých rozměrech měl významný faktor.) Toto záření vykonávalo na okolí tlak a tím dávalo do pohybu okolní tělíska, jež se začala postupně srážet a spojovat. Až později došlo k tomu, že gravitační síla převzala rozhodující faktor na vzniku hvězdy při dosažení potřebné hmotnosti.

Když gravitační síla převezme rozhodující vliv na tvorbě nové hvězdy, začnou se v nitru zárodku uplatňovat další fyzikální zákony, podle nichž dochází ve stále se zvětšující "kouli" ke zvyšování teploty, což je zapříčiněno stále se zvětšujícím tlakem, který začne stlačovat látku uvnitř "koule" stále více k sobě a zhušťovat ji tak do menšího objemu. Dále se s rostoucí teplotou uvnitř zárodku začne zrychlovat i pohyb jednotlivých atomů a molekul, který zapříčiní vznik "nečistot", které zabraňují, aby se vznikající hvězda rozpadla vlivem zvětšujícího se záření, které vzniká jako vedlejší produkt stále rostoucí teploty. Tento paradox se dá přirovnat k naší ledničce, kde když chceme, aby chladila, musíme v ní vlastně zatopit. V zárodku vznikající hvězdy slouží jako toto chladící zařízení takzvané Maserové záření. Což vede ke vzniku prvotních hvězd tzv. Protohvězd.

Hvězdy

Hvězdy jsou ohromné zářící koule horkého plynu, které svítí, protože hoří. Hluboko v jejich nitrech se slučují atomy vodíku a vzniká tak hélium. Při této jaderné reakci vzniká tolik energie, že teplota ve středu hvězdy může dosáhnout miliónů stupňů a způsobuje, že povrch jasně září. Hvězda žhne a vydává světlo, teplo, rádiové vlny a další druhy záření, dokud se nespotřebuje vodík. Většina hvězd je přibližně stejné velikosti jako naše Slunce, které má průměr 1,4 miliónů km. Některé obří hvězdy, jako například Aldebaran, jsou ale 20 krát až 100 krát tak velké. Existují také drobné hvězdy. Některé trpasličí hvězdy jsou menší než Země. Neutronové hvězdy mohou mít průměr jen 15 km. Dnešní astronomové rozeznávají 88 souhvězdí a jasnější hvězdy v každém z nich označují řeckými písmeny. Nejjasnější hvězda v souhvězdí Kentaura je tedy Alfa Centauri. Hvězdy dělíme na žluté a bílé trpaslíky, obry, veleobry, nadobry a podobry.
 

 

 

Základní skladba vesmíru, čas a prostor.

Otázka, kterou si jistě někdy položil každý z nás: Co bylo před tím, než vznikl vesmír? Odpověď je (překvapivě) více než prostá: "Protože počátek času je totožný se vznikem vesmíru, nemá takováto otázka žádný smysl. Pojmy "před" a "po" nemají bez existence času smysl." (I.M.Chalatnikov). Prostor a čas jsou neoddělitelné od hmoty. Kde chybí jedna složka, nemohou být ani zbylé dvě. Vše, co známe, začalo existovat až po události obecně nazývané "velký třesk" (Big Bang). Tato asi zatím nejdůležitější událost, která se kdy udála, je datována do doby někdy před 15-20 miliardami let. Odhady této doby se v různých pramenech liší.

Na to, proč vesmír vůbec začal existovat, existuje mnoho poměrně složitých teorií. Nejznámější praví, že v okamžiku velkého třesku byla veškerá hmota vesmíru soustředěna v nulovém objemu, tj. hustota hmoty byla nekonečně velká. Tento stav bývá označován "počáteční singularita" nebo pouze "singularita". Takový stav hmoty nedokáže klasická fyzika popsat, a jen stěží si jej dovedeme představit. Zjednodušíme si proto práci představou, že okamžik, kdy bychom na hodinkách měli 0:00:00, je pro nás fyzikálně nepopsatelný. Ihned po velkém třesku byl vesmír zaplněn zářením. Rozpínání a tím také ochlazování dalo podnět ke vzniku elementárních částic a atomů. Nakonec se atomy začaly shlukovat a vznikaly tak galaxie, které se vyvinuly do stavu, v jakém je pozorujeme dnes.

Obvykle uznávaná teorie velkého třesku tvrdí, že vesmír byl vytvořen obrovskou explozí před 15 miliardami let. Tato jedinečná událost stvořila nejen hmotu, ale i energii, prostor a dokonce i čas. Je nesmyslné mluvit o době před velkým třeskem, protože žádná neexistovala. Astronomové se domnívají, že po velkém třesku byl vesmír nesmírně horký a plný záření. Po deseti sekundách se vytvořily elementární částice (protony, neutrony, elektrony), ale atomy samotné (vodík, hélium) se vytvořily až po několika stovkách tisíce let, kdy se vesmír rozpínal a ochlazoval.

VÝVOJ VESMÍRU

Následující řádky budou možná pro méně znalé termínů hůře stravitelné. Vyložit teorii celou by zabralo několik knih, a navíc nepanuje ani mezi vědci absolutní jistota o její správnosti.

Profesionálové nechť prosím odpustí jistá zjednodušení. Takže v kostce: Vývoj vesmíru se obvykle dělí na 4 období, a to podle převládající síly:

1. Hadronové období - trvalo asi do dvou minut od vzniku vesmíru. Probíhaly zde za vysokých teplot dva protichůdné procesy:
a) Anihilace barionů s antibariony
b) Materializace gama fotonů
V tomto období se rozpadla většina hadronů (až na nukleony) a teplota klesla z 10e23 kelvinů na 10e12 kelvinů.

2. Leptonové období - trvalo mezi 2. a 3. minutou po vzniku vesmíru. Některé neutrony neměly čas se rozpadnout a spojily se ochotně s blízkými protony. Tím vznikla jádra nejlehčích prvků: deuterium, helium, lithium. Tento proces bývá označován také jako kosmická nuklogeneze = vznik jader v celém vesmíru. Leptonové období končí anihilací elektronů s pozitrony za teploty 10e10 kelvinů.

3. Fotonové období - trvalo od 3. minuty do 300 000 roků po vzniku vesmíru. Při poklesu teplot pod 10e10 K nedocházelo k materializaci elektronů a pozitronů z fotonů, neboť fotony už měly malou energii. Anihilace leptonů s antileptony však pokračovala za vzniku mnoha fotonů, které však měly nízkou energii.

Ve všech těchto obdobích převládalo záření nad částicemi (látkou), ale rozpínáním se energie obou složek vyrovnaly. Začalo

4. Látkové (=hvězdné) období - trvá dodnes. Rozhodující složkou vesmíru se stávají částice - protony, neutrony, elektrony a převládající silou gravitace. Elektrony se na začátku za teploty 10 000 K spojily s protony a vznikly atomy vodíku. Vesmír se stal prostupný pro záření, neboť se zbavil volných elektronů.



Rozpínání vesmíru

Rozpínání vesmíru probíhá od velkého třesku a potvrzují je všechna pozorování. Rudý posuv ve spektrech ukazuje, že čím jsou galaxie vzdálenější, tím rychleji se vzdalují (tzv. Hubbleův zákon). Vesmír je v určitém okamžiku ve všech místech a směrech stejný, tzn. nemá žádný střed. Pozorovatel v jiné galaxii by tedy viděl to samé, co my - vesmír se rozpíná, platí Hubbleův zákon, naměřil by stejnou rychlost rozpínání.

Pozorování za dostatečně dlouhou dobu by ukázala, že rychlost rozpínání vesmíru se zpomaluje, a tedy klesá hodnota Hubbleovy konstanty, protože proti setrvačnosti rozpínání působí gravitace.