"Pozorujte hviezdy a učte sa od nich." Albert Einstein


Amatérska astronómia je príťažlivou zmesou histórie, matematiky, mytológie, exotických odvetví fyziky, kozmonautiky, optiky a techniky všeobecne, ako aj jednoduchej romantiky. Po zopár rokoch nepravidelného pozorovania hviezd zažijete pocit, že sledujete fungovanie bezohladného mlynčeka času, ktorý nás nakoniec zomelie bez toho, aby to na ňom zanechalo stopu.
Vesmír je majestátna pustatina s nekonečnými prázdnymi priestormi, ale obsahuje "oázy" hmoty, ktorá vytvára bizardné svety. Práve vďaka prázdnosti rozľahlých oblastí môžeme tieto svety pozorovať.
V našom dohľade sú hviezdy, ktoré obiehajú tak blízko seba, že sa dotýkajú; hviezdy, ktoré sa pravidelne v niekoľko dňových intervaloch nafukujú a "splasnú"; hviezdokopy, kde je v guli s priemerom 100 svetelných rokov viac než 10 000 hviezd; a tiež objekty tak staré, ako vesmír sám.

No fajn. To je pekné. Ale má pozorovanie hviezd vôbec nejaký význam pre bežný život?

Egyťania, Summeri a spol. pozorovali oblohu, aby spresnili svoje kalendáre a na základe nich aby vymákli najvhodnejšie obdobie poľných prác. Pri tom si však všimli, že väčšina hviezd zachováva obrazce (súhvezdia), ale 5 hviezd sa pohybuje z jedného súhvezdia do druhého, pomerne nepravidelne a sem-tam aj cúvajú (retrogádny pohyb).

Vysvetlenie tohto javu bola to intelektuálna výzva, ktorej riešenie malo ďalekosiahle dôsledky.
Tieto blúdiace hviezdy nazvali Gréci "planéty" (tuláci). Po rôznych predstavách o tom, že Zem nesú na svojich chrbtoch slony stojace na korytnačke a pod, sa Aristoteles dopracoval k predstave siedmich priehladných klenieb na Zemou, keď na každej z nich bola jedna planéta (voľným okom je viditeľných len 5 planét: Merkúr, Venša, Mars, Jupiter, Saturn), plus bola jedna klenba pre Mesiac, jedna pre Slnko a jedna záverečná nepriehľadná klenba pre ostatné hviezdy.
Toto usporiadanie nevysvetľovalo retrográdny pohyb a preto túto predstavu doplnil Ptolemajos tak, že na každú sklenú klenbu (okrem klenby Slnka a Mesiaca) pridal ešte "koliesko", takže planéta sa pohybovala spolu s "kolieskom" po klenbe a ešte aj obiehala po koliesku. Takže pohyb planéty bol vlastne takýto:


Nebola to až tak úplne nesprávna predstava. Ak totiž zanedbáme okolité hviezdy, tak je potom jedno, či stred sústavy, voči ktorej skúmame pohyb, stotožníme so Slnkom, alebo so Zemou (alebo pripadne s Mesiacom). Len v prípade, že stred sústavy stotožníme so Zemou vyjdú dráhy planét o dosť zložitejšie - zhruba ako vyšli Ptolemajovi. Problém bol, že pri takejto predstave sa dosť ťažko dalo vysvetliť, čo udržiava celý systém v pohybe (to sa vtedy vysvetlovalo pôsobením bohov)..

Koncom stredoveku už dosiahla astronómia takú úroveň, že sa mohla používať na navigáciu diaľkovej plavby.

Zjednodušiť celú predstavu sa pokúsil Mikuláš Koperník, ktorý navrhol uznať za centrum sústavy Slnko a všetky planéty (vrátane Zeme) by sa pohybovali okolo neho po kruhových dráhach. Malo to dva probémy:
- nikto vtedy ešte nedokázal, že planéty sú to isté čo Zem. Čo ak sú to len také "lietajúce svetielka"?
- predpovede polohy planét podľa Koperníkovej sústavy sa nezhodovali so skutočnosťou, zatiaľ čo podľa Ptolemajovej sústavy predpovedali polohu planét pomerne presne.
Aj dnes je hlavným kritériom Kvantovej fyziky zhoda predpovedaných hodnôt s nameranymi (teda správna je tá teoria, ktorá predpovie výsledky meraní presnejšie). Takže dnešní kvantoví fyzici (keby mali k dispozícii len tie isté údaje, ako stredovekí učenci a pridržiavali sa striktne svojho kritéria na rozlíšenie pravdivej teórie) by tiež dali prednosť Ptolemajovej sústave. Veď z hladiska zdravého rozumu sú "Ptolemajové klenby a kolieska" úplne neškodné v porovnaní s hrôzostrašnou Schrodingerovou mačkou, ktorá je na 50% mŕtva a na 50% živá.

Muselo sa počkať na technický pokrok, ktorý by poskytol nástroje na získanie ďalších faktov, než sa dalo získať pozorovaním voľným okom.
Tieto informácie získal Galileo Galilei, keď jedným z prvých ďalekohľadov začal študovať oblohu. Pri skúmaní Mesiaca zistil, že keď je Mesiac najväčší, v splne, zda sa mu, že je plný jamiek, ale nevidel to presne. Keď sa však na Mesiac pozrel v jednej z jeho fáz, keď vyzerá ako kosáčik, odrazu úplne presne rozoznal pohoria a krátery.

Zistil teda, že aspoň jedno nebeské teleso je obrovská guľa na ktorej sú pohoria. Vtedy už moreplavci oboplávali Zem a zistili, že je guľatá. Úplne sa ponúkala možnosť, že Mesiac je veľmi podobná guľa s horami, rovinami a moriami ako Zem. Predpokladal teda, že svetlé plochy (kde videl pohoria) sú pevninami a tmavé plochy (bez pohorí) moriami. Tieto staré názvy sa používajú stále.

Pri pozorovaní Venuše a zistil, že v ďalekohlade má také isté fázy ako môžeme pozorovať voľným okom na Mesiaci. To teda znamená, že aj Venuša (a prečo nie aj ostatné planéty) sú asi podobné gule ako Mesiac a teda aj Zem. Rozdiel je len vo velkosti a vzdialenosti, z akej ich pozorujeme.

Začal sa zaujímať aj o statné vtedy známe planéty. Pozoroval, že Saturn má okolo seba niečo divné, aj keď asi nerozoznal, čo to je. Až neskôr, lepšie ďalekohlady ukázali, že okolo Saturnu je prstenec a trvalo ešte veľmi dlho než sa zistilo aspoň približne z čoho sa prstenec skladá. Asi aj bolo dobre, že nerozoznal Saturnov prstenec, lebo by to bol argumet proti tvrdeniu, že Zem je takou istou planétou, ako ostatné (náš papierový ďalekohľad umožňuje vidieť Saturnov prstenec, keď sú Zem a Saturn v najväčšej blízkosti).

Pozoroval tiež Jupiter. Na prvý pohľad nič zvláštne. Zbadal kotúčik Jupitera a pri ňom štyri slabučké hviezdičky. Predpokladal, že Jupiter práve prechádza popred štyri slabé hviezdy.
Ale keď sa na Jupiter pozrel o dva týždne (keď Jupiter zmenil polohu medzi hviezdami), tak pri Jupiteri boli zasa štyri slabučké hviezdičky. A o mesiac zasa. A o dva tiež.
Aby to nebolo také jednoduché, slabučké hviezdičky menili svoju polohu voči Jupiteru aj voči sebe navzájom. Nikdy sa však od neho príliš nevzdialili. Zistil, že sa vždy pomaly približujú k Jupiteru až sa s ním prekryjú. Potom sa vynoria na druhej strane a začnú sa vzďalovať. Keď sa vzdialia na určitú vzdialenosť, tak na chvílu zastavia a začnú sa k Jupiteru vracať. Takže malé hviezdičky okolo Jupitera obiehajú a my ten pohyb pozorujeme zboku. Obiehajú ho podobne ako Mesiac obieha Zem.
A to bol objav!
1. Aspoň na jednom mieste vo vesmíre obiehajú objekty aj okolo niečoho iného než Zem. Teda nieje pravda, že všetko obieha okolo Zeme.
2. Jupiter má mesiace a to dokonca štyri, podobne ako má Zem Mesiac. Dnes štyry najväčšie mesiace Jupitera voláme Galileovské. Volajú sa Ganymedes, Io, Europa a Calisto.

To znamená, že Zem  je vlastne jedna z planét, z tých hviezdičiek, ktoré nedodržiavajú všeobecný poriadok a presúvajú sa z jedného súhvezdia do druhého.
Bolo to potvrdenie, že tie malé, do vtedy skoro bezvýznamné svetielka na oblohe sú celé nové svety, niektoré oveľa zaujímavejšie ako naša Zem! Ak Zem nieje ničím výnimočná, potom je nepravdepodobné, že Slnko, planéty a hviezdy obiehajú okolo nej. To sa len nám zdá, že sa deje všetko okolo nás, lebo všetko porozujeme len z jedného miesta. Keby sme sedeli na Jupiteri, asi by sa nám zdalo, že všetko obieha okolo Jupitera.
Vďaka ďalekohľadu Galileo VIDEL, že Koperník mal pravdu. A mohol to komukoľvek ukázať (napísal o svojich pozorovaniach knihu „Hviezdny posol“). Preto vedel, že svoje názory na heliocentrickú sústavu môže formálne odvolať. Dôkaz bol natoľko zrejmý, že sa predstava geocentrickej sústavy nedala udržať.

Ostávalo vysvetliťdruhú chybičku Koperníkovej sústavy. Vedci videli a chápali, že Koperníkova sústava je správna, ale Ptolemajova sústava dávala presnejšie predpovede polohy planét, než Koperníkova.
Situácia vo vede pripomínala, aká je aj dnes pri Ensteinovej teórii relativity a Kvantovej fyzike. Vo veľkých mierkach vidíme a chápeme, že Ensteinova teória relativity je správna, ale v malých mierkach nám dáva Kvantová teória lepšie predpovede nameraných hodnôt. Pritom Einsteinova teória a Kvantová teória sú navzájom podobne nezlúčitelné, ako boli Koperníkova a Ptolemajova predstava.

Tento rozpor vysvetlil až Johanes Kepler, ktorý nahradil v Koperníkovej sústave kruhové dráhy eliptickými a tým sa predpovede polôh planét podľa heliocentrickej sústavy začali zhodovať so skutočnosťou. Na tomto základe formuloval Isaak Newton svoje zákony sily (povedal: "Vystúpil som tak som tak vysoko, lebo som stál na temenách obrov.") a tým umožnil (spolu s integrálnym počtom, na ktorom má tiež leví podiel) inžiniersky prístup k riešeniu problémov, čo bolo jedným zo základných predpokladov vedecko-technickej revolúcie.

Na začiatku 20. storočia už fyzika vysvetlila všetky známe javy (okrem rádioaktivity) a vedecko-technická revolúcia frčala na plné obrátky.
Ostávala však ešte jedna intelektuálna "výzva z vesmíru" - bola to rýchlosť svetla. Podľa Newtonovskej fyziky by totiž platilo, že keď sa Zem (pri obehu okolo Slnka) pohybuje k vzdialenej hviezde, tak by sme mali namerať jej svetlu rýchlosť: <rýchlosť svetla> + <rýchlosť Zeme>. Obdobne pri pohybe od hviezdy by sme mali namerať rýchlosť: <rýchlosť svetla> - <rýchlosť Zeme>. Ale nech fyzici robili, čo robili, vždy namerali rovnakú rýchlosť. A túto rýchlosť tiež potvrdzovali pozorovania Jupiterových mesiacov, ktoré samozrejme boli úplne nezávislé od toho, ku ktorej hviezde sa Zem práve pohybovala.
Po mnohých pokusoch vysvetliť toto správanie ako "anomáliu" tak, aby ostala Newtonovská fyzika v platnosti, vypracoval Albert Einstein teóriu relativity v ktorej "pozmenil fyziku" (lepšie povedané našu predstavu o fyzike) tak, aby naša predstava fyziky vysvetlovala aj tento jav. Jeho teórie (špecialna aj všeobecná teória relativity) sa stali vedomosťami, ktoré sme využili na získanie energie z premeny hmoty na energiu (v atomovej elektrárni a v atomovej bombe).

A zasa, na začiatku 21. storočia, jedna "výzva vesmíru" ostáva otvorená.
Na popis javov, ktoré sa dejú na sub-atomárnej úrovni využívame teórie kvantovej fyziky - väčšinou vznikajú sledovaním kvantových javov a ich matematickým popisom. Tento matematický popis (t.j. táto konkrétna kvantová teória) nám umožňuje predpovedať následky kvantových udalostí. Problém je, že sa zdá, že efekty popísané kvantovou fyzikou sa nedajú vysvetliť s použitím teórie relativity. Zdá sa, že empirická skúsenosť z mikrosveta sa nezhoduje s teóriou odpozorovanou v makro svete. Máme dve platné, ale navzájom sa vylučujúce teórie fungovania toho istého sveta. Teórie sa pokúšal zjednotiť už Einstein (pokúšal sa vytvoriť Všeobecnú teóriu poľa), ale nevyšlo to.
Takže teraz potrebujeme buď ďalšieho génia, alebo nové objavy :-) . Veľké fyzikálne laboratórium vesmíru je dobré miesto na hladanie nových objavov.


V tomto rozprávaní som spomenul prakticky všetky zaujímavosti, ktoré môžeme na telesách slnečnej sústavy pozorovať malým ďalekohladom. Okrem Marsu.
Takže pre kompletnosť dodám: Mars a Zem sa dostanú do vzájomnej blízkosti raz za dva roky.  Pri priblížení sa dá malým ďalekohľadom na Marse pozorovať vznik a rozpúšťanie ľadovej čiapky na póle na ktorom je práve zima.

Ako sa dajú planéty na oblohe nájsť

Nedá sa napísať trvalo platný postup pre nájdenie planét. Ako som už napísal, planéty sa medzi hviezdami pohybujú. Preto je potrebné na nájdenie planéty použiť nejaký astronomický software.

EOS