Na úvod... nečekejte hluboký rozbor fyzikální podstaty fungování vesmíru. Rád bych zde, spíše ve formě zajímavostí, objasnil některá fakta, zákony a miskoncepce.
Čím větší (hmotnější) těleso, tím větší "ďolík" v zakřivení časoprostoru udělá... a ovlivní tak ostatní tělesa.
Nejslabší, ale nekonečná síla.
Setkáváme se s "klasickým" pojetím gravitace dle Newtona - gravitační zákon a pohledem Alberta Einsteina v Obecné teorii relativity.
Newtonův pohled je uchopitelnější, Einsteinův ucelenější, kdy k hmotě přidává i energii a záření, které společně zakřivují (ovlivňují gravitační silou) prostor i čas (časoprostor)... zní to jako sci-fi, ale je tomu tak.
Newton nám ve svém vzorci popisuje, že velikost gravitační síly závisí na hmotnosti dvou těles (třeba Slunce a naší Zemi), která se násobí. Výsledný součin pak dělíme vzdáleností obou těles (na druhou). Vše doplňuje gravitační konstanta. Ze vzorce je patrná nekonečnost působení gravitační síly.
❌Ve vesmíru není gravitace.
✅Ve vesmíru je všude gravitace, byť velmi často velmi malá.
Z gravitace víme, že čas a prostor bez sebe neexistují. Ve vesmíru mluvíme o časoprostoru.
No a ve vesmíru také neplyne čas stejně rychle. Jo, je to tak. Čas je ve vesmíru ovlivněn velikostí (hmotností těles) a rychlostí.
Čím blíže jste hmotnému tělesu, tím pomaleji plyne pro vás čas. Teoreticky u hladiny moře plyne čas pomaleji než na Mt. Everestu. Hezky, ale teda náročně, je to vidět ve filmu Interstellar.
Zároveň platí, že čím rychleji se pohybujete, tím pomaleji pro vás plyne čas oproti pozorovateli... proto se z pohledu Flashe vše vždy v okolí zpomalilo, když "valil" svou rychlostí (pozor je to jen příklad).
Zajímavost - díky této teorii musíme korigovat nastavení času na družicích GNSS systému (GPS, Galileo...), protože se pohybují rychle a ve velké vzdálenosti od planety (slabší gravitační pole Země)... čas tam prostě plyne jinak než tady na zemi. A vy nechcete, aby vás místo do Dambořic navigovaly třebas do... Věteřova 😉
Tělesa se ve vesmíru pohybují fakt rychle. Mají totiž obrovskou výhodu - proti jim stojí jen gravitace a... jiné těleso. Pro tělesa ve vesmíru totiž krásně platí Zákon setrvačnosti - zůstávají v pohybu rovnoměrném přímočarém, dokud je "něco" jiného neovlivní.
Rychlosti ve vesmíru:
Umělá tělesa - rakety
1. kosmická rychlost - 7,9 km/s. Je potřeba k dosažení oběžné dráhy Země
2. kosmická rychlost - 11,2 km/s. Díky ní se dostaneme mimo gravitační pole Země, třeba na cestu k Měsíci.
3. kosmická rychlost - 16,7 km/s by nám umožnila odpoutat se ze Slunenční soustavy ... tak daleko ještě ale lidský předmět nebyl.
Přirozená tělesa
Rychlost naší planety Země při oběhu kolem Slunce je necelých 30 km/s. Na rovníku rotuje rychlostí 1674 km/h.
Co je zajímavější je ale rychlost Slunce, které spolu s celou soustavou obíhá střed Galaxie - ta je odhadem 220 - 250 km/s. A to už je pořádný fičák.
Ta souvisí s rychlostí a právě proto má své místo zde. Ve vesmíru je vše opravdu daleko. I proto používám speciální jednotky:
AU - astronomická jednotka - používá se pro blízké vzdálenosti. Jedná se o střední vzdálenost Země-Slunce. Tedy 150 mil. km.
Parsec - 3,26 světelného roku. Definice zde.
Světelný rok - vzdálenost, kterou urazí světlo za jeden rok - 1 ly = 9,46 bilionu kilometrů.
Je třeba si uvědomit, že vesmír je nepředstavitleně obrovský. Jen se mrkněte na video.
Navazují nám na téma Gravitace a popisují pohyb těles ve vesmíru - pro nás jsou nejlépe uchopitelné u pohybu Země kolem Slunce. Nicméně platí i pro všechna jiná obíhající tělesa.
Planety obíhají kolem Slunce po mírně eliptických drahách. Slunce je v jednom ze středů elipsy. Tato elipsa je dána "počáteční" rychlostí planety.
Průvodič planety (spojnice planeta-Slunce) opisuje za stejnou dobu vždy stejnou plochu... tedy v blízkosti Slunce se musí pohybovat rychleji. Je to projev momentu hybnosti... podobně jako u bruslaře při piruetě - taky zrychlí, když přitáhne ruce k tělu. Tady nám hold silnější gravitace zrychluje tělesa.
Třetí zákon zní šíleně: Poměr druhé mocniny oběžné doby planety k třetí mocnině její střední vzdálenosti od Slunce je pro všechny planety stejný. Ale můžeme si ho zjenodušit tím, že čím vzdálenější planety tím delší oběžná doba (to dá rozum), ale přesně podle tohoto vztahu.
Je ve vesmíru světlo nebo tma? Svítí Měsíc? A co vlastně tedy svítí?
Zdroje světla ve vesmíru:
Hvězdy (třeba naše Slunce), supernovy (finální stádia některých hvězd svítící neskutečně jasně)
Mlhoviny - tady je to složitější. Jsou to mračna plynu nabuzená energií z okolních hvězd. "Něco jako halogenové svítilny."
Aktivní jádra galaxií
Odražené světlo nám poskytují:
Planety a měsíce
Komety a asteroidy
Ano i ne. Záleží jak a kde se na vesmír díváme. Jasné, v blízkosti (ve vesmírné blízkosti) hvězd bude světla neskutečně. Čím dále od nich, tím více budeme vnímat vesmírnou tmu (černo). Je to dáno tím, že hvězdné paprsky (elektromagnetické záření) se nemají přes co rozptylovat (jako třeba přes molekuly vzduchu na Zemi) a my tedy vnímáme vesmír jako černý. Navíc, abychom vnímali světlo ze vzdálených hvězd, musí nám směřovat přímo do oka, jinak zase nevidíme nic než tmu.
A jen tak na okraj... ve vesmíru se vzhledem k velkým vzdálenostem, vždy díváme do minulosti. Třeba takový Měsíc vidíme se zpožděním cca 1,3 s, Slunce se zpožděním 8 minut a když pozorujeme nejbližší hvězdu Proxima Centauri, tak vlastně vidíme, co "dělala" před čtyřmi lety.
99 % vesmíru plasma, tedy žádné klasické pevné, kapalné či plynné skupenství, ale plasma = tedy plyn zahřátý na extrémní teplotu s "rozbitými" atomy.
Vesmír pozorujeme také díky spektroskopii - díky ní dokážeme světlo rozložit na unikátní "čárový kód", kde každý prvek má svou čárku v jiné části spektra.
Teplo se ve vesmíru šíří pouze zářením. Takže ani vedení, ani proudění. Aby ve vesmíru něco vychladlo, trvá to fakt dlouho.
A to, že se vesmír natahuje / rozpíná a vlastně se nám vše vzdaluje, to už tady na základce otvírat nebudeme. A pokud ano, tady je odkaz.
Všechny planety se pohybují podle gravitace Slunce... to je hlavní hybatel.
Naše planeta si to vesmírem "frčí" odlišnou rychlostí - v zimě rychleji než v létě. Schválně se podívej jak dlouho trvá astronomická zima oproti létu.
Vyšších rychlostí v blízkosti těles se používá i v letech do vesmíru ve spojení s tzv. vesmírným prakem.
Stíny ve vesmíru (třeba astronautů na vesmírné procházce) jsou velmi temné (černé), protože za nimi nedochází k žádnému rozptylu světla.
Hrnek kafe vám v otevřeném vesmíru vystydne velmi pomalu. Teplo musí totiž vyzářit, jinak jej nedokáže předat.
Pohledy na gravitační sílu