Hluboký vesmír

Hluboký vesmír

Světelný rok je velmi názornou délkovou jednotkou. Vzhledem ke konečné rychlosti šíření světla totiž nemůžeme okamžitě zaznamenat děje, které se udály kdekoli ve vesmíru, ale musíme vyčkat, až informace o nich doputuje z oblasti vzniku k nám. Vzdálené vesmírné objekty tedy nevidíme takové, jak vypadají v tomto okamžiku, nýbrž takové, jak vypadaly ve více či méně dávné minulosti. Rozdíl je určen dobou, po kterou jimi vyzářené světlo putovalo k nám na Zemi. 315

Připomeňme si, že viditelné světlo urazí ve vakuu za jednu sekundu právě 299 792 458 metrů. A protože je světlo jedním z druhů elektromagnetického záření, pohybuje se ve vakuu stejně i rádiové, infračervené, ultrafialové, rentgenové a gama záření. I když se jedná o ohromující rychlost, nejde o rychlost neomezenou. Pokud zamíříte dalekohled na Měsíc, sledujete jeho podobu starou více než jednu sekundu. Tak dlouho totiž trvala cesta světla z Měsíce k nám na Zemi.

Zdá se to zanedbatelně málo, ale není tomu tak. Na to už přišli kosmonauti, kteří na Měsíci kdysi přistáli. Pokud v pozemním řídícím středisku někdo vyřkl do rádia otázku, pak na odpověď čekal nejméně tři sekundy. Více než jednu sekundu totiž dotaz putoval ke kosmonautům, a stejnou dobu letěla odpověď zpět do pozemního centra. Aby nedošlo ke zmatení hovorů mezi Zemí a Měsícem, zařadili technici za každou ukončenou větou krátké „pípnutí“.

Bez přímého spojení se Zemí se musí obejít i laboratoře na povrchu sousedních planet. Podíváte-li se na Venuši, hledíte nejméně dvě minuty do minulosti, v případě Marsu ještě třikrát „dále“. Planeta Země obíhá kolem Slunce ve vzdálenosti 150 milionů kilometrů. Obraz naší denní hvězdy je tudíž starý 8 minut a 19 sekund. A když nám meziplanetární sonda pošle snímek Jupiterovy atmosféry, musíme na něj čekat téměř tři čtvrtě hodiny!

Po Slunci nejbližší hvězda (Proxima) leží 4 světelné roky daleko. Jedná se o červeného trpaslíka, který je stěží zahlédnutelný loveckým triedrem. Na snímku má nápadně červený odstín. Zdroj: Anglo-Australian Observatory/Royal Observatory, Edinburgh.
Po Slunci nejbližší hvězda (Proxima) leží 4 světelné roky daleko. Jedná se o červeného trpaslíka, který je stěží zahlédnutelný loveckým triedrem. Na snímku má nápadně červený odstín. Zdroj: Anglo-Australian Observatory/Royal Observatory, Edinburgh.

Ke Slunci nejbližší hvězdu – Proximu – najdete v souhvězdí Kentaura. Dělí nás čtyři světelné roky. Při pohledu ze severní polokoule a navíc bez dalekohledu je nejbližší hvězda Sirius ze souhvězdí Velkého psa. Ta je vzdálena devět světelných let. 317

Přibližně čtvrt století muselo vesmírným prostorem cestovat záření, které nyní sledujeme přicházet od Vegy ze souhvězdí Lyry. Ještě starší pohled do minulosti nabízejí hvězdy z obrazce Velkého vozu. Jejich světlo na Zemi putuje asi osmdesát roků, takže se k nám vydalo v době, když ještě nebyla většina čtenářů těchto řádků na světě.

Zář hvězd skupiny Plejády v souhvězdí Býka „odkazuje“ na události z poloviny 19. století, hvězdokupa Vlasy Bereniky leží dvakrát dál, tudíž s sebou nese poselství z časů, ve kterých se konstruovaly první parní stroje. Zamíříte-li zrak na hvězdu Antares ze souhvězdí Štíra, pak „nahlédnete“ do doby, kdy William Shakespeare sepisoval nesmrtelné divadelní hry. V případě Betelgeuze ze souhvězdí Orionu se dostanete ke Kryštofovi Kolumbovi a dnešní Rigel ze stejného souhvězdí vysvitl v časech, kdy se v Kambodži stavěl chrám Angkor Wat.

Hvězda mí Cephei, nazývaná též Granátová, se nachází ve vzdálenosti asi 2 tisíce světelných let a patří mezi největší známé hvězdy. Zdroj: NASA.
Hvězda mí Cephei, nazývaná též Granátová, se nachází ve vzdálenosti asi 2 tisíce světelných let a patří mezi největší známé hvězdy. Zdroj: NASA.

Vzdálenost Velké mlhoviny v Orionu (M 42) se odhaduje na 1500 světelných let. Její světlo, které nyní na Zemi sledujeme, se tedy na cestu vydalo během rozpadu Říše římské. Obří hvězda mí Cephei připomíná souboj městských států Sparty a Athén. Ještě odlehlejší je mlhovina Laguna (M 8) ze souhvězdí Střelce – její dnešní obraz vznikl před pěti tisíciletími, tedy v období, kdy obyvatelé Mezopotámie pokládali základy dnešního nebeského názvosloví.

Nejvzdálenější objekt (a přesto stále blízký), který můžete bez problémů zahlédnout na vlastní oči, je Galaxie v Andromedě (M 31). Zdroj: Robert Gendler.
Nejvzdálenější objekt (a přesto stále blízký), který můžete bez problémů zahlédnout na vlastní oči, je Galaxie v Andromedě (M 31). Zdroj: Robert Gendler.

Dvojice hvězdokup chí a h Persei připomíná věk, ve kterém hrstka pozemšťanů stavěla tajemné megalitické svatyně. Kulovou hvězdokupu M 13 ze souhvězdí Herkula sledujeme ze vzdálenosti 25 tisíc světelných let – před 25 tisíci roky na Zemi končila poslední doba ledová. A když se v Africe objevili první zástupci homo sapiens sapiens (tedy moderní člověk rozumný), vydalo se na cestu světlo Magellanových oblak. 318

Tím úplně nejodlehlejším vesmírným objektem, který můžete ještě spatřit bez dalekohledu na vlastní oči, je Galaxie v Andromedě (M 31). Její světlo letí vesmírným prostorem téměř tři miliony roků! Když se na ni dnes podíváte, spatříte minulost starou tři miliony roků. Tedy dobu, kdy se na naší planetě objevili první předci člověka.

S pomocí astronomických přístrojů lze sledovat i odlehlejší objekty. Kupa galaxií v Panně, která sestává z nejméně dvou a půl tisíce galaxií, z nichž ta největší je dvěstěkrát hmotnější než naše Galaxie a v průměru má 1 milion světelných let, leží 60 milionů světelných let daleko.

Astronomové přitom dokážou rozlišit tisíce takových kup, které se dál soustřeďují do ještě větších systémů o desítkách tisících galaxií a hmotnostech desítek tisíc bilionů Sluncí! Většina z nich se přitom nachází stovky milionů až několik miliard světelných let daleko. Dokonce je zřejmé, že se shlukují do vláken dlouhých miliardy světelných roků – vesmír má tedy z tohoto úhlu pohledu podobu jakési kosmické pěny miliard a miliard galaxií.

Víme, že vesmír vznikl před 13,7 miliardami roků. Znamená to tedy, že nejvzdálenější objekty ve vesmíru leží 13,7 miliard světelných let daleko? Zřejmě ano, vždyť k nám mohlo za oněch 13,7 miliardy roků dorazit světlo hvězd vzdálených nanejvýš 13,7 miliard světelných let. Jak se ale v našem kurzu také dozvíte, vesmír se od okamžiku Velkého třesku rozpíná… Z  tempa tohoto rozpínání pak vychází, že než k nám světlo vzdálených hvězd za 13,7 miliardy roků doputovalo, dostaly se ony hvězdy v expandujícím vesmíru do současné vzdálenosti 45 miliard světelných let.

Hvězdy a galaxie nejspíš existují i ve větších vzdálenostech. Vesmír může sahat ne milionkrát ale milion milionkrát dál… Existuje však hranice, která nás od tohoto vesmíru odděluje. Tou hranicí je čas – žádný objekt vzdálený v tomto okamžiku více než 45 miliard světelných let vidět nemůžeme.

Příroda astronomům nabídnula unikátní možnost, jak nahlédnout do skutečně hlubokého vesmíru. Ocitne-li se totiž mezi námi a vzdáleným kosmickým objektem bližší galaxie nebo kupa galaxií, může dojít k zakřivení záření vysílaného vzdáleným objektem v gravitačním poli bližší galaxie či skupiny galaxií. Tento jev tzv. gravitační čočky nám zprostředkuje pohled do částí vesmíru vzdálených až miliardy světelných let. Na snímku jsou žluté galaxie skupiny označované Abell 2218, která se nachází 2 miliardy světelných let daleko v souhvězdí Draka. V jejich gravitačním poli se zobrazuje (v podobě oblouků) mladá galaxie, jejíž světlo se na cestu vydalo krátce po vzniku vesmíru, před 13 miliardami roků. Zdroj: ESA, NASA, J.-P. Kneib (Caltech and Observatoire Midi-Pyrénées), R. Ellis (Caltech).
Příroda astronomům nabídnula unikátní možnost, jak nahlédnout do skutečně hlubokého vesmíru. Ocitne-li se totiž mezi námi a vzdáleným kosmickým objektem bližší galaxie nebo kupa galaxií, může dojít k zakřivení záření vysílaného vzdáleným objektem v gravitačním poli bližší galaxie či skupiny galaxií. Tento jev tzv. gravitační čočky nám zprostředkuje pohled do částí vesmíru vzdálených až miliardy světelných let. Na snímku jsou žluté galaxie skupiny označované Abell 2218, která se nachází 2 miliardy světelných let daleko v souhvězdí Draka. V jejich gravitačním poli se zobrazuje (v podobě oblouků) mladá galaxie, jejíž světlo se na cestu vydalo krátce po vzniku vesmíru, před 13 miliardami roků. Zdroj: ESA, NASA, J.-P. Kneib (Caltech and Observatoire Midi-Pyrénées), R. Ellis (Caltech).
 

Nahoru

 

Světelný čas

Jedna světelná sekunda měří 299 792,458 kilometru, světelná minuta (tj. 60 světelných sekund) necelých 18 milionů kilometrů, světelná hodina více než 1 miliardu kilometrů a 1 světelný rok 9 460 730 milionů kilometrů. 

Jak je co veliké

Představte si, že zmenšíme Slunce na rozměr basketbalového míče. V takovém případě se Země promění na drobné smítko o velikosti špendlíkové hlavičky, které se bude pohybovat ve vzdálenosti necelých třiceti metrů. Jupiter, který bude v našem modelu srovnatelný se skleněnou kuličkou, najdete ve vzdálenosti asi 170 metrů, Neptun v podobě hrášku šestkrát dál.  Pokud bychom tento model Sluneční soustavy umístili do centra města Brna, pak nejbližší hvězdy zahlédneme v Buenos Aires nebo na Nové Guinei! 

Naši Galaxii, která měří napříč 100 tisíc světelných let, si můžete zobrazit jako velkou letadlovou loď. V takovém případě najdete Galaxii v Andromedě (M 31), v podobě srovnatelně velikého plavidla, asi sedm kilometrů daleko. V okruhu deseti kilometrů zahlédnete další tři desítky lodí a lodiček s velikostí od několika metrů do několika desítek metrů. Ty tvoří Místní skupinu galaxií. Jiná velká flotila – Kupa galaxií v Panně – se v našem modelu ocitne dvě stě kilometrů daleko. A všechny ostatní skupiny galaxií dokonce až tisíce kilometrů daleko.

Otázky

01

Vaše hvězda

Z jak vzdálené hvězdy se muselo v okamžiku vašeho narození vydat světlo, aby na Zemi doputovalo právě dnes? Dokážete na internetu nalézt nějakou nápadnou hvězdu, která se přibližně nachází ve vaší vypočítané dálce? Uveďte jméno hvězdy a rok Vašeho narození.

Odpovězte formou psaného textu:
 

 

Nahoru