Časť druhá – Nebeská mechanika stredoveku a Koperníkov heliocentrizmus
Motto k článku: „ Existuje dôvod na
opatrný optimizmus, že môžeme byť blízko konca hľadania rozhodujúcich zákonov prírody"
Stephen
Hawking
„Po zániku alexandrijského vedeckého strediska v roku 391
nášho letopočtu – mnohí alexandrijskí
vedci emigrovali do Sýrie a Iránu „ – uvádza sa v Encyklopédii
astronómie v stati Astronómia
stredoveku. Grécke astronomické diela sa začínali prekladať do sýrskeho jazyka
a prenikať do arabskej oblasti. Pokračovateľmi Ptolemaiovho diela sa stali nestoriáni
v Sýrii , ale najmä Arabi v Bagdade a neskôr
i v Strednej Ázii. Prostredníctvom nestoriánov sa dostal v 6.
Storočí nášho letopočtu do arabskej kultúrnej oblasti Ptoleimaov spis „ Megalé
syntaxis“ V Bagdade – hlavnom meste
arabského kalifátu, bolo v roku 829 založené na dvore kalifa
al-Mamúna astronomické observatórium.
A práve v tomto observatóriu – v rokoch 829-830 Al-Hujjaj
Ibn Jusuf - preložil Almagest zo
sýrskeho textu. A tak sa toto dielo stalo známym aj v arabskom svete.
Predstavy arabských astronómov o vesmíre ovplyvnila najmä Ptolemaiova
geocentrická svetová sústava. Ako ukážku tohto vplyvu uvádzam nasledovné pasáže
Encyklopédie Astronómie , pripisované arabským učencom.
„ Porovnaním vlastných , veľmi
presných pozorovaní s údajmi Almagestu , určil Al-Battáni (850-929) pomerne presnú hodnotu precesie (55“) ( súčasná hodnota je 5O,26“) a sklonu ekliptiky. Zostavil aj
veľmi presné tabuľky pohybu Slnka a Mesiaca.
Al-Sufi
(903-986) uskutočnil revíziu Hipparchovho
katalógu hviezd a na základe nových pozorovaní určil presnejšie zdanlivú jasnosť hviezd.
Arabský astronóm z Egypta Ibn Junis –(950-1009) zostavil nové tabuľky pohybu planét ( Hakemitské tabulky )na základe
dvestoročných arabských pozorovaní...
Rozvoj astronómie pokračoval aj
v Číne. I Siň (683-727) –uskutočnil rozsiahle
pozorovania polôh hviezd pomocou bronzovej armilárnej sféry a na ich
základe vyslovil názor o vlastnom
pohybe hviezd – o tisíc rokov skôr , než ich definitívne objavil E.
Halley. Na
observatóriu Kai-feng zaznamenal čínsky
astronóm Jang Wei-T 4.júla 1054 vzplanutie supernovy , ktorej pozostatkom je
Krabia hmlovina a pulzar NP 0532.
Začiatkom 14. Storočia – čínsky astronóm a matematik Kuo-
Šou-Ting (1231-1316) zorganizoval rozsiahlu sieť astronomických
observatórií a zostavil kalendár
s dĺžkou roka 365,2425 dňa –zavedený v Číne v roku 1281.
Svojou kvalitou sa kalendár prinajmenšom vyrovnal neskoršej gregoriánskej
reforme...
V Európe bola astronomická aktivita v tomto období – veľmi
nízka!!! Až po prvých
križiackych výpravách v polovici 12.storočia – spoznali aj na západe Ptolemaiovo dielo „ Megalé syntaxis“ a to
najmä z prác arabských astronómov. Niektoré
astronomické diela preložili do latinčiny
- napríklad – Herman z Dalmácie ,Ptoleimaov Almagest preložil
v Tolede v roku 1175 Gherardo de Cremona (1114-1187) Almagest a komentáre k nemu boli
hlavným prameňom učebníc astronómie v celo západnom svete. Prvou takouto učebnicou bol-Tractatus de
Sphaera. Napísal ju Angličan
Ioannes de Sacrobosco ,ktorý až do svojej smrti prednášal astronómiu na
univerzite v Paríži.“
Za hlavné poslanie astronómie sa
v tomto období pokladalo –
zostavovať čoraz presnejšie tabuľky pohybu planét , pričom sa dôsledne
vychádzalo z Ptolemaiovej predstavy svetovej geocentrickej sústavy. Po
oslobodení španielskych krajín od Arabov – v polovici
14. Storočia , na príkaz kráľa Alfonza X. Kastílskeho (1226-1284) boli
zostavené nové astronomické tabuľky
„Alfonzínske tabuľky“ (1252) , ktoré sa používali v Európe celé dve
storočia.
Avšak – vzrastajúce rozpory medzi tabuľkovými a pozorovanými
hodnotami polôh planét , si vyžadovali z času-na čas – revíziu nielen
tabuliek , ale aj Ptelemaiovho systému deferentov a epicyklov – zavádzaním
ďalších korekčných epicyklov Tak sa nakoniec utvorila veľmi zložitá schéma
obehu planét , Slnka a Mesiaca okolo Zeme. Táto sústava si vyžadovala až
80 kružníc epicyklov a deferentov. Ale napriek tomu –
v roku 1310 uverejnil Pietro D Abano spis
„Lucidator astronómie“ , v ktorom vyslovil názor , že nebeské
telesá nie sú upevnené na sférach , ale že sa pohybujú voľne v priestore.
O spresnenie geocentrickej
svetovej sústavy sa zaslúžili aj nemeckí astronómovia –Georg von Peuerbach
(1423-1461) , no najmä jeho žiak – Johan Muller (Regiomontanus 1436-1476) ,
ktorý krátko pôsobil aj v Bratislave (Academika Istropolitana). Ich
„Norimberské tabulky“ Ephemerides Astronomicae (1474) bolo vrcholom
a súčasne aj posledným úspechom astronómie pred M.Kopernikom.
Celkom nový pohľad na vesmír , ktorý sa definitívne
rozchádzal s Ptolemaiovým geocentrickým systémom uverejnil v roku
1543 – poľský astronóm Nicollaus Copernikus (1473-1543) vo svojom diele De
revolutionibus orbium coelestium libri VI (
O pohyboch nebeských sfér ) Mikuláš Koperník zomrel 24. Mája 1543-
teda približne v rovnakom čase , ako jeho najväčšie dielo vyšlo
v Norimbergu. Niektoré zdroje tvrdia , že sa tohto momentu dožil , iné
zase tvrdia , že nie. To však nič nemení na fakte – že vyše 400 stranová kniha
– „ De
Revolutionibus Orbium Coelestium „ a jej autor , jeden
z najväčších géniov ľudstva – zmenili svet. Vari najlepšie to vystihuje
okrídlená veta – podľa ktorej bol
Koperník človek , ktorý zastavil Slnko a rozhýbal Zem.
Je nutné však poznamenať ,že Kopernik sa už počas
štúdií zoznámil s myšlienkami antického filozofa – Aristarcha zo Samu , ktorý žil v 3. Storočí pred n.l.
a považuje sa za tvorcu heliocentrického modelu vesmíru. Ako je známe –
ako prvý sa pomocou meraní pokúsil určiť , aká je vzdialenosť medzi Zemou,
Mesiacom a Slnkom , tiež pomer ich veľkostí a dospel k odvážnemu
záveru , že Zem a ďalšie planéty obiehajú okolo Slnka. Tieto myšlienky
však vyvolali pobúrenie. Aristarcha označili za bezbožného a jeho teórie
zavrhli. Kopernikov heliocentrický systém (
z gréc. helios –Slnko) možno zhrnúť do nasledujúcich téz či axióm :
1. Zem vykonáva denný pohyb okolo svojej osi od západu na východ , čomu
zodpovedá zdanlivý pohyb nebeskej sféry od východu na západ.
2. Zem vykonáva rotačný
pohyb okolo Slnka v smere od západu na východ , čomu zodpovedá zdanlivý
pohyb Slnka v tom istom smere.
3. Zemská os vykonáva
rotačný kónický posun okolo kolmice k ekliptike v smere od východu na
západ , čomu zodpovedá pozorovaný precesný pohyb.
4. Všetky planéty sa
pohybujú okolo Slnka tým istým smerom , zhodným so smerom pohybu Zeme okolo
Slnka.
5. Všetky planéty sa
pohybujú celkom rovnomerne po kružniciach , ktorých stredy sú mierne
excentricky položené , vzhľadom na stred Slnka.
6. Stredy
excentrických kruhových dráh planét
vykonávajú okolo stredu Slnka epicyklické pohyby (tento predpoklad musel Koperník
zaviesť , ak chcel vysvetliť pozorovaný nerovnomerný pohyb planét pri zachovaní
predstavy rovnomerného pohybu planét po kruhových dráhach. Tým ukázal , ktoré
zdanlivé pohyby planét sú reálne a ktoré sú dôsledkom pohybu
pozorovateľa.)
A tak sa stalo , že M. Kopernik – ako prvý v histórii podal
v zásade správnu schému slnečnej sústavy – často sa preto oprávnene
pokladá za objaviteľa slnečnej sústavy. Kopernik však aj veľmi presne určil aj pomerné vzdialenosti planét , pričom si
zvolil za jednotku vzdialenosti dnešnú
astronomickú jednotku - AJ (Stredná vzdialenosť Zeme od Slnka – 149,6 mil. km. ) Kopernikove relatívne vzdialenosti planét od Slnka sa len veľmi
málo odlišujú od hodnôt modernej
astronómie. Niekoľko príkladov: planéta Merkur
-0,395 (skutočná -0,387)
Planéta Venuša -0,719
(skutočná-0,723) ,planéta Mars -1,512
(skutočná-1,524) planéta Jupiter – 5,219 (skutočná -5,2O3)..
Dodajme záverom tejto pasáže úvah aj tieto nemenej zaujímavé fakty:
V Encyklopédii
astronómie – z ktorej sú čerpané uvádzané fakty a poznatky , sa
k tomuto stavu uvádzajú tieto fakty:
„ Aj keď Kopernikov výklad pohybu
planét okolo Slnka bol z vecného hľadiska v postate správny ,
z formálneho hľadiska Ptelemaiovu sústavu s množstvom epicyklov
a deferentov ani veľmi nezjednodušil: na zladenie svojej teórie
s pozorovaným nerovnomerným pohybom planét ,musel do svojej heliocentrickej sústavy zaviesť až 48
epicyklov. V pôvodnej Ptolemaiovej sústave ich bolo 40. Ako sa ukázalo až
neskôr , príčina tejto vynútenej zložitosti Kopernikovej sústavy nespočívala
v podstate v jeho heliocentrickej sústavy , ale v tom , že
v otázke tvaru dráh planét – zostal aj Kopernik verný aristotelovej
predstave , podľa ktorej – jediným možným pohybom nebeských telies , je
dokonalý pohyb – za ktorý sa pokladal iba pohyb po kružnici. Až 65 rokov , po Kopernikovej smrti – Kepler dokázal, že planéty sa
nepohybujú po kruhových dráhach.
Kopernikov heliocentrický systém
vyvolal na dlhý čas ostré kontroverzie , ba i represálie a popravy.
Príčina odmietavého prístupu spočívala jednak vo vtedajších filozofických a náboženských
predstavách o svete , ale aj v úrovni vtedajšej fyziky , ba
i v samej stále ešte pozorovateľskej astronómii.
Z filozofického
a náboženského hľadiska Kopernik vyvracal vžitý antropocentrický pohľad na
svet so Zemou a človekom ako centrom celého vesmíru, spochybňoval dovtedy
neotrasiteľnú Aristotelovu autoritu , ba aj spoľahlivosť biblie , ktorá sa
považovala bza bezvýhradný a neomylný prameň všetkého poznania.
Najvášnivejší odpor proti Kopernikovmu dielu vyšiel preto
z filozofických a náboženských kruhov. Martin
Luther (1483-1446) – neskrýval svoje rozhorčenie nad Kopernikovým učením
o pohybe Zeme , ktoré protirečilo biblii. Napísal aj toto: „ Ten hlupák
chce rozvrátiť celé umenie astronómie „ alebo aj toto : „ Je verím Písmu
svätému , lebo Jozue zastavil Slnko a nie Zem.“
Obdobne reagoval na Kopernikovo dielo
aj kardinál Robert Bellarmin ,ktorý
stál na čele cirkevnej kongregácie indexu zakázaných kníh vyjadril ešte
zreteľnejšie stanovisko cirkvi ku Kopernikovmu
dielu . Kopernikovo tvrdenie , že
nie Zem ale Slnko je v strede sveta a že Zem obieha okolo Slnka – vyhlásil za „veľmi
nebespečné stanovisko , ktoré musí pobúriť nielen všetkých scholastických
filozofov a teológov , ale je aj urážkou našej svätej viery , lebo
odporuje Písmu „
Niet sa teda čomu diviť , že všetky
diela , ktoré obsahovali Kopernikovu nauku – dostali sa v roku 1616 na
cirkevný index zakázaných kníh a zostali na ňom až do roku 1833.
Z astronomického hľadiska mal zásadné výhrady proti Kopernikovmu
systému vynikajúci dánsky astronóm – Tycho Brahe (1546-1601) – považovaný za
najlepšieho pozorovateľa všetkých čias , až do objavu ďalekohľadu. Svoje pozorovania robil najmä z hvezdárne
Uranienborg na ostrove Hveen (dnes Ven) , ktorú začal budovať už v roku
1576. Je všeobecne známe aj to ,že posledné
dva roky života pracoval v Prahe.
Tycho Brahe odmietal Kopernikov
systém aj preto , že
svojimi presnými pozorovaniami nemohol zistiť nijaký náznak zdanlivého
paralaktického pohybu hviezd po oblohe , ktorý by sa mal pri pohybe Zeme okolo
Slnka prejaviť. Z jeho pozorovaní vyplývalo , že ak by sa Zem skutočne pohybovala , potom zdanlivo nehybné hviezdy
by museli byť od Zeme až 1000 – násobne vzdialenejšie ako Slnko. Takéto veľké vzdialenosti hviezd Ticho
Brahe – verný aristotelovskej fyzike – kategoricky odmietal. Utvoril preto
nový svetový systém , uverejnený v roku 1588 , ktorý bol svojim spôsobom
kompromisom medzi Ptelemaiovým geocentrickým systémom a Kopernikový
heliocentrickým systémom.
Planéty podľa tohto systému obiehajú síce okolo Slnka , ale spolu so
Slnkom – obiehajú aj okolo nepohyblivej Zeme , ktorá sa samozrejme nachádza
v strede vesmíru.
Tento – heliogeocentrický systém vyzeral podľa jeho tvorcu takto. Svetový
systém Tycha Braheho bol určitý čas populárny v Anglicku , čoskoro však
stratil nadobro svojich prívržencov
.
Presné pozorovania planét ,ktoré po
sebe Tycho Brahe zanechal sa však stali pre jeho následníkov – no najmä Keplera
– východiskovým materiálom na nesporný dôkaz
správnosti kopernikovej heliocentrickej sústavy.
Záverom tohto pohľadu do histórie ,
je treba uviesť ešte jeden fakt.
Medzi propagátorov Kopernikovho učenia sa zaradil aj taliansky mních
a filozof – Giordano Bruno (1548-1600) , ktorý v porovnaní s Kopernikom navyše
správne tvrdil – že ani Slnko nie je stredom vesmíru , ale len jednou hviezdou
z nekonečna hviezd vesmíru , z ktorých mnohé môžu mať aj svoje
planetárne systémy s obývanými svetmi.
G.Bruno
uverejnil svoje názory v roku 1584 , neskôr – ako je z histórie už
známe ho inkvizícia odsúdila ako kacíra
a 17. Marce v roku 1600 ho upálila na Kvetnom námestí v Ríme.
Medzi ďalších
veľkých obhajcov Kopernikovho systému , sa zaradil aj zakladateľ modernej
prírodovedy – Galileo Galilei
(1564-1642). Krátko po objave
ďalekohľadu Hansom Lippersheym (1560-1619) skonštruoval Galilei trojnásobne
zväčšujúci ďalekohľad (1609) a neskôr aj ďalšie – zväčšujúce až
30-násobne.(1610) Svojimi ďalekohľadmi veľmi skoro objavil aj 4 mesiace , obiehajúce okolo planéty Jupiter , čo bol
dôkaz toho , že existujú telesá , ktoré neobiehajú okolo Zeme, objavil aj fáze Venuše , potvrdzujúce
obeh Venuše okolo Slnka ďalej- objavil aj škvrny na Slnku , čo bolo
dôkazom toho ,že Slnko nepozostáva z dokonale čistého éteru , tak ako
tvrdil Aristoteles. Je objaviteľom aj
veľkého počtu hviezd v Mliečnej ceste – dôkaz toho , že zdanlivá sféra
hviezd je oveľa rozsiahlejšia.
Svoje objavy uverejnil Galileo Galilei až v roku 1610 – v diele
„Sidereus nuntis“ (Hviezdny posol).
Galilei vynaložil nemálo úsilia , aby dokázal správnosť heliocentrizmu.
Všemožne sa snažil zabrániť aj hroziacemu cirkevnému zákazu heliocentrizmu, no napriek tomu – osobitná komisia pápeža
Pavla V. – heliocentrický názor zavrhla a zakázala. Zákaz obhajoby
myšlienok heliocentrizmu – postihol aj Galileiho v dôsledku čoho sa prechodne odmlčal. No v roku 1632 uverejnil dielo „ Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo
,tolemaiko e copernico“ – v ktorom uviedol presvedčivé argumenty
v prospech Kopernikovho heliocentrizmu. Avšak , krátko nato ho inkvizícia
odsúdila a slávnostnou prísahou potupne donútila potvrdiť – že sa zrieka
Kopernikovho „bludného učenia“ o pohybe Zeme (1633). Posledné roky
života strávil Galilei v domácom väzení v Arcetri pri Florencii. Ani
tu sa však nevzdal svojej vedeckej práce.
Pokračoval v štúdii zákonov
mechaniky, už pred tým objavil zákon voľného pádu . zistil zákony kyvadlového
pohybu ,šikmého vrhu , sformuloval zákon o zotrvačnosti pohybu. Na konci
života Galilei oslepol. Zomrel v roku 1642. O rok neskôr sa narodil veľký pokračovateľ jeho diela – I. Newton.
Prvá polovica 17. Storočia sa prejavila okrem iného – aj
nebývalým rozkvetom pozorovacej techniky. Po Tychovi Brahe sa o rozvoj pozorovacej astronómie
veľkou mierou zaslúžil aj poľský astronóm Johanes Hevelius.(1611-1687) , ktorý podrobne opísal najmä tvary a detaily mesačného povrchu
v diele „Selenografia“(1647). Na viac – v rokoch 1654-1668 – uverejnil súborný prehľad
o dovtedajších pozorovaniach komét a vyslovil názor , že kométy sa
pohybujú po parabolických dráhach. Zostavil katalóg presných polôh 1564 hviezd.
Medzi prvých významných astronómov ,
ktorí po Galileim začali používať ďlekohľady na astronomické pozorovania
patrili aj:
Simon Marius –ktorý nezávisle od Galileiho objavil
Jupiterove mesiace a v roku 1612 – Veľkú hmlovinu v Andromede, CHristoph Scheiner –ktorý objavil v roku
1611 slnečné škvrny a napísal o tom aj systematické dielo „ Rosa
ursina“ (1631) , Johann Baptist Cysatus –
objaviteľ Veľkej hmloviny v Andromede...
Ďalšie zdokonaľovanie ďalekohľadov malo zásadný význam na rozvoj
astronómie .Astronomické ďalekohľady rozhodujúco ovplyvnil objav zákona lomu svetelných lúčov na rozhraní dvoch optických
prostredí. Dospel k nemu v roku 1637 veľký zástanca Kopernikovho
heliocentrického systému –René Descartés (1596-1650).
Prvý vláknový mikrometer ( umiestnený
v okulárovej časti ďalekohľadu) ktorý umožnil merať pozície s presnosťou
na 1“ – zostrojil William Gascoigni. Kyvadlové
hodiny s izochrónnym kyvadlom – na presné meranie času skonštruoval v roku
1657 Christian Huygens. Na základe
optických pozorovaní zhotovil Issac
Newton (1643-1727) – prvý zrkadlový
ďalekohľad Newtonovho typu (1668)...
Výkonné ďalekohľady a presné meracie
prístroje – umožnili množstvo nových – neočakávaných objavov. Ch. Huygens –objavil v roku 1655
najväčší Saturnov mesiac – Titan a hneď
potom aj prstence. Taliansky astronóm Giovanni
Domenico Cassini- (1625-1712) riaditeľ parížskeho observatória – objavil ďalšie štyri Saturnove mesiace
a z pozorovaní Marsu , určil na základe 3. Keplerovho zákona pomerne
presnú hodnotu astronomickej jednotky (1672). O niekoľko rokov neskôr na
parížskom observatóriu určil O. Ch.Romer
– rýchlosť svetla –na základe pozorovania zatmení Jupiterových mesiacov.
(1676). Na Greenwichskom observatóriu – zostavil John Flamsteed (1646-1719) hviezdny katalóg „Historia Coelestis
Britannika“ s presnými polohami 2866 hviezd. James Bradley –objavil v roku 1725 aberáciu svetla hviezd a v roku
1747 – nutáciu zemskej osi s periódou 19 rokov. Veľmi presnú hodnotu Slnečnej
paralaxy odvodil v roku 1769 Nevil
Maskeline (1723-1811) z pozorovaní prechodu Venuše pred Slnkom „
Túto časť príspevku , ktorá je zameraná na „stredovek
astronómie“ je orientovaná výrazne faktograficky , čoho dôsledkom je aj takmer
úplná citácie pasáží z knihy „Encyklopédia astronómie“ z roku 1987.
Žiadne komentáre:
Zverejnenie komentára