Největší objevy starověku: Od Aristotela k Ptolemaiovu vesmíru
V dobách před Kristem byly naše znalosti hvězdné oblohy velmi omezené. Přesto se podařilo přesně určit obvod Země, předpovědět pohyby planet nebo vytvořit rozsáhlé katalogy hvězd
Mezi největší myslitele starověku patřil bezesporu Aristoteles, který předpokládál, že Země představuje kouli uprostřed vesmíru, přičemž i sám kosmos má kulový tvar a skládá se z mnoha kulových sfér, v nichž se pohybují nebeská tělesa. Jak se vyvíjely názory myslitelů, kteří přišli po něm?
Předchozí část: Největší objevy starověku a středověku: Od arabské vzdělanosti k Newtonovi
Jak velká je Země?
Mezi další významné filozofy a vědce starověku patřil Eratosthenes z Kyrény (384–322 př. n. l.), který se pokusil velmi zajímavým způsobem definovat velikost Země (věřil, že je kulová). Změřil polohu Slunce v Sieně (dnešní Asuán), kde stálo v zenitu, a v Alexandrii, kde se od zenitu nacházelo 7,2 stupně. Ukázalo se, že rozdíl činí přibližně 1/50 celého kruhu, a proto je obvod Země 50× větší než vzdálenost ze Sieny do Alexandrie. Na základě měření nakonec došel Eratosthenes k výsledku 252 tisíc stadií, což odpovídá přibližně 40 000 km – a jde tudíž o téměř přesnou hodnotu (poledníkový obvod zeměkoule činí 40 007,86 km).
Učenec musel při svém experimentu prokázat rozsáhlé znalosti o postavení nebeských těles, ale také značné organizační schopnosti. Samotný výpočet nebyl nijak složitý ani v tehdejší době, ale získání potřebných dat v potřebné kvalitě představuje rozhodně výkon hodný obdivu i po více než dvou tisících let.
Určujeme jasnost hvězd
Stejně jako v Číně vznikl i v antickém Řecku katalog hvězd, dokonce daleko obsáhlejší a přesnější. Jeho autorem se stal Hipparchos (190–125 př. n. l.), který si připsal několik objevů, jež výrazně ovlivnily myšlení tehdejší společnosti. Podařilo se mu stanovit délku slunečního (neboli synodického) roku, který odpovídá době mezi dvěma následujícími průchody středu slunečního disku jarním bodem. Při výpočtu se oproti hodnotě změřené moderními prostředky zmýlil o pouhých šest minut, tedy o necelou sekundu za den. Dále změřil precesi: zemská osa se kolébá v prostoru jako u roztočené káči, přičemž jedna taková otočka trvá přibližně 25 800 let.
Již zmíněný Hipparchův katalog obsahoval 1 080 hvězd a jejich poloh. Stálice byly rozděleny do souhvězdí a také podle své jasnosti. Máme přitom na mysli jasnost, kterou můžeme pozorovat, nikoliv jasnost absolutní – tu tehdy nikdo neznal (hvězdy se i ve velkých dalekohledech jeví jen jako body, nikoliv jako kotoučky). Na absolutní velikost se musí jiným způsobem, jenž přitom výrazně převyšoval možnosti nejen starověké, ale také středověké a – po většinu času i – novověké astronomie.
Hipparchův systém tzv. relativní jasnosti je ovšem tak kvalitní, že se s úpravami používá dodnes. Učenec rozdělil hvězdy do šesti skupin, tzv. tříd jasnosti, přičemž ty nejjasnější zařadil do první třídy. Jednalo se pochopitelně o subjektivní členění, nicméně roku 1854 (o dva tisíce let později) vnesl astronom Norman Robert Pogson do tohoto systému matematiku. Dnes také víme, že Hipparchových šest tříd ani zdaleka nepokrývá potřeby astronomie. Existují například daleko zářivější tělesa, než odpovídá nejjasnější třídě jeho dělení. Nám tudíž nezbylo než zavést zápornou hvězdnou velikost: Slunce má v této modifikované stupnici velikost −26,6 a Měsíc v úplňku −12,6.
Ptolemaiovy mapy
K dalším slovutným astronomům patřil Klaudios Ptolemaios (90–160 n. l.) – stal se dokonce jedním z nejvýznamnějších. Věnoval se mnoha oblastem: měřil precesi, vytvořil tabulky zatmění Slunce a Měsíce, sestavil velmi kvalitní katalog hvězd. Svá pozorování a úvahy sepsal do ohromného třináctisvazkového díla, které nazval Megale syntaxis (Velká syntéza) – známe jej také pod arabským názvem Almagest (Arabové převzali tvorbu starověkých učenců a dále s ní pracovali).
Ovšem za nejdůležitější považujeme jeho nový náhled na fungování vesmíru a naší planetární soustavy. Ptolemaios vyšel z Aristotelovy myšlenky, že se Země nachází ve středu vesmíru, a výrazně ji rozpracoval. Ukázalo se totiž, že Aristotelova představa nebeských sfér neprošla sítem experimentu. Pokud by planety obíhaly po kruhových sférách, pak by se musely po obloze pohybovat rovnoměrně. To však není pravda: planety na nebi opisují podivné smyčky, přičemž se zdá, jako by se na své pouti občas někam vracely. My dnes dobře víme, že se ve středu soustavy nachází Slunce, a tento model vysvětluje zmíněné smyčky naprosto přirozeně.
Klaudios Ptolemaios vytvořil důmyslný systém: planety se pohybovaly po kružnicích zvaných epicykly, přičemž střed epicyklu obíhal po větší kružnici nazvané deferent. Dobře se tak modeluje pohyb planet po obloze, ve skutečnosti to však stále nebylo dokonalé, a proto se přidaly další kružnice – ekvanty. Aby Ptolemaios vyřešil nerovnoměrný pohyb, umístil Zemi mimo střed deferentu. Jednalo se o složitý systém, který však vcelku rozumně předpovídal polohy planet. Heliocentrický systém léta nedokázal poskytnout lepší shodu teorie s pozorováním. K tomu musela dospět i matematika a další vědy. Geocentrický systém vyhovoval také náboženským představám, a není proto divu, že se udržel tak dlouho a že proti jeho konkurentům panoval tak silný odpor.
Tehdejší činy musíme hodnotit optikou toho, co naši předchůdci opravdu věděli a vědět mohli. Je snadné mluvit o kulatosti Země v době, kdy lze několika kliknutími získat nádherné obrázky z družic. Starověcí či středověcí myslitelé neměli k dispozici počítače, moderní prostředky komunikace ani matematické nástroje, jež dnes považujeme za samozřejmé, přičemž často tvoří náplň již středoškolského studia. Bohužel se však v důsledku velkých dějinných událostí zhruba do 9. století nedělo ve vědě mnoho nového.
Jaký tvar má Země?
Ve starověku převládala představa, že Země tvoří střed vesmíru, a naše planetární soustava se společně se sférou stálic považovala za celý kosmos. Zdálo se přirozené, že bohové umístili svět, který stvořili, do středu všeho dění. Pro nehybnou Zemi svědčil další poznatek – kdyby se naše planeta měla pohybovat, musela by tak činit velmi rychle. A cítíte snad nějaký extrémně rychlý pohyb? Přesto dnes z mnoha pokročilých pozorování víme, že Země uhání vesmírem děsivou rychlostí. I ve starověku se však našli příznivci heliocentrického systému, například Aristarchos ze Samu (310–230 př. n. l.).
S tvarem naší planety je to podobné. Rozhlédněte se po krajině – vidíte nějakou kouli? Ne, jsme příliš malí, abychom zakřivení Země běžně pozorovali. Kdybychom však měřili tisíc kilometrů, nikdy by žádné pochybnosti o tvaru naší planety nevznikly. Takto jsme ovšem zůstali až do startu kosmických sond odkázáni na nepřímé důkazy – kruhový stín planety při zatmění Měsíce, lodě mizející na horizontu. Kulový tvar se nakonec prosadil už ve starověku, zatímco heliocentrická soustava až daleko později.
