3.3.2024 | Svátek má Kamil


ASTRONOMIE: Kosmický metr

27.2.2018

Protože vzdálenosti planet, hvězd i dalších vesmírných objektů jsou příliš velké, používají astronomové k jejich měření jiné jednotky než metry a jejich násobky. Těží z toho, že rychlost světla je sice velmi vysoká, ale nikoli neomezená. Ve vakuu činí necelých 300 tisíc kilometrů za sekundu, takže Zemi od Slunce dělí osm světelných minut, Neptun čtyři světelné hodiny a hvězdy jsou pak vzdáleny celé světelné roky nebo dokonce tisíciletí. U cizích galaxií to pak už dělá nejméně miliony let...

Stop! I když se tohle všechno traduje, není to pravda. Astronomové pro vzdálenosti ve vesmíru skutečně používají jiné jednotky než kilometry, nikoli ale světelné roky. A pokud ano, pak čistě pro názornost, když chtějí kosmické poměry vysvětlit milovníkům populárního čtení o vesmíru. Ke skutečně vědeckému měření však používají astronomické jednotky a parseky – míry vzájemně provázané. Jeden parsek je totiž vzdálenost, v níž má jedna astronomická jednotka paralaxu jedné obloukové sekundy. Je to dostatečně nesrozumitelné? Pokusím se to vysvětlit.

Na počátku 17. století Johannes Kepler odvodil zákony pohybu planet okolo Slunce, a protože nikdo tehdy neznal žádnou z těchto vzdáleností v sázích či mílích, učinil ze střední vzdálenosti Země od Slunce měrnou jednotku. Vzdálenosti cizích hvězd se pak astronomové pokoušeli měřit triangulací: ze dvou různých míst by se přece blízká hvězda měla na oblohu promítat trochu jiným směrem... Jenže narazili na problém. Na celé zeměkouli se nenašla místa dost odlehlá na to, aby se hvězdy měřitelně posunuly – jsou příliš daleko a naše planeta příliš malá.

Až roku 1838 uspěl Němec Friedrich Wilhelm Bessel, když určil vzdálenost hvězdy číslo 61 v souhvězdí Labutě. Pozoroval, jak se změní její poloha po půl roce, kdy se Země díky svému obíhání dostane na protilehlou stranu od Slunce. Úhel, o který se blízká hvězda takto posune vůči velmi vzdáleným stálicím, se nazývá roční paralaxa a měřicí základnou je dvojnásobek astronomické jednotky. A jsme u cíle. Parsek je slovo složené z ,par‘(paralaxa) a ,sek‘ (sekunda). Jak už víme, je to vzdálenost, z níž je střední vzdálenost Země od Slunce (astronomickou jednotku) vidět pod úhlem jedné obloukové sekundy. Výhoda takto nastavených jednotek spočívá v tom, že vzdálenost v parsecích dostaneme jednoduše jako převrácenou hodnotu paralaxy.

Sladké tajemství na závěr. Astronomická jednotka, ačkoli tak vznikla, už dávno není definována jako střední vzdálenost Země od Slunce. Vynechám různé historické peripetie a rovnou prozradím její současnou podobu: odpovídá délce 149 597 870 700 metrů přesně. Základem je tedy opět –metr. I když poněkud skrytý.

Až zas příště uslyšíte někoho mluvit o magických světelných rocích, vězte, že se vám jen názorně snaží přiblížit něco, co se stejně nakonec bude muset spočítat za pomoci té nejvšednější jednotky, kterou k měření vzdáleností všichni používáme.

LN, 24.2.2018

Autor je pracovníkem Hvězdárny a planetária hl.m. Prahy