Okruh Vesmír

Kapitola 1 · Sluneční soustava

Slunce a stavba soustavy

Sluneční soustava vznikla před 4,6 miliardami let zhroucením oblaku plynu a prachu. Drtivá většina hmoty skončila uprostřed a zažehla se jako Slunce, ze zbytku se zformovaly planety.

SlunceHvězda třídy G2V

Průměr: 1 392 000 km
Povrch (fotosféra): 5 772 K
Jádro: asi 15 mil. K

Podíl na hmotnosti soustavy: 99,86 %
Stáří: 4,6 mld. let
Světlo k Zemi: 8 min 20 s

Slunce je zhruba 109krát širší než Země. Energii získává slučováním vodíku na helium v jádru, kde panuje teplota kolem patnácti milionů kelvinů.

Vodorovná osa je vzdálenost od Slunce v astronomických jednotkách, v logaritmickém měřítku (každý stejný úsek znamená desetinásobek). Velikosti kotoučů rozlišují kamenné planety, plynné a ledové obry; navzájem v měřítku nejsou.

Vnitřní část

Čtyři kamenné planety Merkur, Venuše, Země a Mars mají pevný povrch a málo měsíců. Za Marsem leží hlavní pás asteroidů, zbytek materiálu, ze kterého se planeta nikdy nezformovala kvůli gravitačnímu vlivu Jupiteru.

Vnější část

Jupiter a Saturn jsou plynní obři složení převážně z vodíku a helia, Uran a Neptun jsou ledoví obři s větším podílem vody, metanu a čpavku. Všechny čtyři mají prstence a rozsáhlé soustavy měsíců.

Kapitola 2 · Sluneční soustava

Planety

Osm planet v pořadí od Slunce: Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun. Vzdálenosti jsou uvedené v astronomických jednotkách, kde 1 AU je střední vzdálenost Země od Slunce, tedy 149,6 milionu km.

Merkur1. planeta

Průměr: 4 879 km
Vzdálenost: 0,39 AU
Oběh: 88 dní
Rotace: 58,6 dne
Měsíce: 0
Teplota: −173 až +427 °C

Nejmenší planeta soustavy, prakticky bez atmosféry. Jedna otočka kolem osy zabere dvě třetiny jeho roku.

Venuše2. planeta

Průměr: 12 104 km
Vzdálenost: 0,72 AU
Oběh: 225 dní
Rotace: 243 dní, zpětná
Měsíce: 0
Teplota: asi 464 °C

Nejteplejší povrch v soustavě. Atmosféra z oxidu uhličitého má u povrchu tlak 92krát vyšší než na Zemi a drží teplo skleníkovým efektem.

Země3. planeta

Průměr: 12 742 km
Vzdálenost: 1 AU
Oběh: 365,25 dne
Rotace: 23 h 56 min
Měsíce: 1
Teplota: průměr 15 °C

Největší z kamenných planet a jediné známé těleso s kapalnou vodou na povrchu. Osa je skloněná o 23,4°, což způsobuje střídání ročních období.

Mars4. planeta

Průměr: 6 779 km
Vzdálenost: 1,52 AU
Oběh: 687 dní
Rotace: 24 h 37 min
Měsíce: 2
Teplota: průměr −63 °C

Sopka Olympus Mons měří zhruba 22 km na výšku a kaňon Valles Marineris asi 4 000 km na délku. Obojí drží rekord celé soustavy.

Jupiter5. planeta

Průměr: 139 820 km
Vzdálenost: 5,20 AU
Oběh: 11,9 roku
Rotace: 9 h 56 min
Měsíce: 95
Teplota: průměr −145 °C

Nejhmotnější planeta, těžší než všechny ostatní dohromady. Velká rudá skvrna je bouře pozorovaná nejméně od roku 1830.

Saturn6. planeta

Průměr: 116 460 km
Vzdálenost: 9,58 AU
Oběh: 29,4 roku
Rotace: 10 h 42 min
Měsíce: 274
Teplota: průměr −178 °C

Průměrná hustota 0,69 g/cm³ je nižší než hustota vody, takže by Saturn v dostatečně velké nádrži plaval. Prstence tvoří převážně kousky vodního ledu.

Uran7. planeta

Průměr: 50 724 km
Vzdálenost: 19,2 AU
Oběh: 84 let
Rotace: 17 h 14 min, zpětná
Měsíce: 28
Teplota: průměr −195 °C

Osa rotace je skloněná o 98°, takže se planeta po dráze prakticky kutálí. William Herschel ji objevil v roce 1781 jako první planetu nalezenou dalekohledem.

Neptun8. planeta

Průměr: 49 244 km
Vzdálenost: 30,1 AU
Oběh: 164,8 roku
Rotace: 16 h 6 min
Měsíce: 16
Teplota: průměr −201 °C

Jeho polohu spočítal z odchylek dráhy Uranu Urbain Le Verrier a Johann Galle planetu v roce 1846 skutečně našel. Vanou tu nejsilnější větry v soustavě, přes 2 000 km/h.

Kapitola 3 · Sluneční soustava

Trpasličí planety a malá tělesa

Mezinárodní astronomická unie uznává pět trpasličích planet. Kolem nich obíhají statisíce asteroidů, komet a ledových těles, která tvoří většinu objektů soustavy.

Trpasličí planeta	Průměr	Kde obíhá	Čím je zajímavá
Ceres	940 km	hlavní pás asteroidů	Největší těleso hlavního pásu a jediná trpasličí planeta ve vnitřní části soustavy.
Pluto	2 377 km	Kuiperův pás	Objeveno 1930 Clydem Tombaughem, přeřazeno 2006. Má pět měsíců, největší je Charon.
Eris	2 326 km	za Kuiperovým pásem	Objev v roce 2005 vedl k nové definici planety, protože Eris je téměř stejně velká jako Pluto.
Haumea	asi 1 600 km	Kuiperův pás	Rychlá rotace (necelé 4 hodiny) ji zploštila do protáhlého tvaru. Má prstenec.
Makemake	1 430 km	Kuiperův pás	Druhé nejjasnější těleso Kuiperova pásu po Plutu.

Definice planety má tři podmínky: obíhat kolem Slunce, být gravitací stažená do kulového tvaru a vyčistit okolí své dráhy. Trpasličí planety splňují první dvě.

Asteroidy

Hlavní pás leží mezi Marsem a Jupiterem a obsahuje statisíce těles.
Dopad tělesa o velikosti kolem 10 km před 66 miliony let na poloostrově Yucatán se pojí s vyhynutím neptačích dinosaurů (kráter Chicxulub).
Sonda DART v roce 2022 nárazem do měsíčku Dimorphos prokázala, že dráhu malého tělesa lze změnit.

Komety

Halleyova kometa se vrací zhruba jednou za 76 let, naposledy byla u Slunce v roce 1986 a příště se objeví v roce 2061.
Kometa má dva ohony, prachový a plazmový, a oba míří směrem od Slunce.
Krátkoperiodické komety pocházejí z Kuiperova pásu, dlouhoperiodické z Oortova oblaku.

Meteory

Názvosloví podle polohy tělesa: meteoroid v prostoru, meteor jako světelný jev v atmosféře, meteorit po dopadu na zem.
Perseidy vrcholí kolem 12. srpna, mateřskou kometou je Swift-Tuttle.
Geminidy vrcholí v polovině prosince a pocházejí z planetky Faethon. Leonidy patří do listopadu, Kvadrantidy na začátek ledna.

Kapitola 4 · Měsíce

Srovnání měsíců

Planet je osm, měsíců stovky. V kvízech se opakuje devět z nich, skoro vždy kvůli rekordu ve velikosti nebo v teplotě. Následující dvě schémata ukazují obojí ve společném měřítku, další kapitoly pak berou měsíce po planetách.

Ganymed Jupiter

5 268 km Titan Saturn

5 150 km Merkur planeta, pro srovnání

4 879 km Kallisto Jupiter

4 821 km Io Jupiter

3 643 km Měsíc Země

3 474 km Europa Jupiter

3 122 km Triton Neptun

2 707 km Titania Uran

1 578 km Enceladus Saturn

504 km

Délka pruhu odpovídá průměru tělesa, všechny ve stejném měřítku. Čárkovaný pruh patří planetě Merkur a slouží jako měřítko: Ganymed i Titan jsou od něj větší.

Modré body jsou průměrné povrchové teploty. Měsíc Země je vyznačen oranžově jako rozsah, protože bez atmosféry se jeho povrch mezi dnem a nocí propadá o tři sta stupňů. Ostatní tělesa leží tak daleko od Slunce, že se jejich teplota drží hluboko pod bodem mrazu.

Kapitola 5 · Měsíce

Měsíc Země

Jediný přirozený satelit Země a pátý největší měsíc soustavy. Vznikl podle převažující teorie po srážce mladé Země s tělesem velikosti Marsu.

MěsícZemě

Průměr: 3 474 km
Vzdálenost: 384 400 km
Oběh i rotace: 27,3 dne
Fáze se opakují: 29,5 dne
Teplota: −173 až +127 °C
Gravitace: 1/6 zemské

Co způsobuje

Měsíc svou gravitací vytváří příliv a odliv a stabilizuje sklon zemské osy. Jeho vzdálenost od Země se každý rok zvětšuje asi o 3,8 cm, což se měří odrazem laseru od koutových odražečů, které tam zanechaly mise Apollo.

Vázaná rotace: doba otočení Měsíce kolem osy se rovná době jeho oběhu kolem Země, obojí 27,3 dne. Vyznačené místo na povrchu proto míří k Zemi po celou dobu. Na odvrácené straně se přitom střídá den a noc stejně jako na přivrácené.

Kapitola 6 · Měsíce

Měsíce Marsu

Mars má dva malé nepravidelné měsíce, které objevil americký astronom Asaph Hall v roce 1877. Jména nesou po synech boha války: Phobos znamená strach a Deimos děs.

Měsíc	Rozměr	Vzdálenost od středu Marsu	Oběžná doba	Čím je zajímavý
Phobos	asi 22 km	9 376 km	7 h 39 min	Obíhá rychleji, než se Mars otočí kolem osy, a na marsovské obloze proto vychází na západě. Pomalu se přibližuje a za desítky milionů let se rozpadne.
Deimos	asi 12 km	23 460 km	30,3 hodiny	Menší a vzdálenější z dvojice. Z povrchu Marsu vypadá jen jako jasnější hvězda.

Odkud se vzaly

Tvarem i složením připomínají asteroidy z hlavního pásu, takže jednou z hypotéz je gravitační zachycení. Druhá vysvětluje jejich vznik z materiálu vyvrženého po dávném dopadu na Mars. Obě tělesa mají tak slabou gravitaci, že jejich tvar zůstal nepravidelný.

Kapitola 7 · Měsíce

Měsíce Jupiteru

Jupiter má 95 potvrzených měsíců. Kvízově zajímavé jsou čtyři největší, kterým se říká Galileovy: Io, Europa, Ganymed a Kallisto. Galileo Galilei je spatřil v lednu 1610 a jejich pohyb kolem Jupiteru posloužil jako důkaz, že ne všechno obíhá kolem Země.

Vzdálenosti měsíců i poloměr Jupiteru jsou ve společném měřítku, velikosti měsíců zvětšené, aby byly vidět. Oběžné doby tří vnitřních měsíců jsou v přesném poměru 1:2:4, takže se pravidelně dostávají do stejné vzájemné polohy a slapově se hnětou. Právě to udržuje Io roztavené a Europu s podpovrchovým oceánem.

Měsíc	Průměr	Teplota	Čím je zajímavý
Ganymed	5 268 km	asi −160 °C	Největší měsíc Sluneční soustavy a jediný s vlastním magnetickým polem. Je větší než planeta Merkur a pod povrchem má oceán slané vody.
Kallisto	4 821 km	asi −139 °C	Nejvíc pokrytý krátery ze všech známých těles soustavy. Jeho povrch se prakticky nezměnil miliardy let.
Io	3 643 km	asi −143 °C	Vulkanicky nejaktivnější těleso soustavy. Sopky pohání slapové zahřívání, i když průměrná teplota povrchu je hluboko pod nulou.
Europa	3 122 km	asi −171 °C	Pod ledovou kůrou má oceán slané vody a patří k nejnadějnějším místům pro hledání života. Sonda Europa Clipper odstartovala v roce 2024 a dorazí v roce 2030.

Kapitola 8 · Měsíce

Měsíce Saturnu

Saturn má po objevech oznámených v březnu 2025 celkem 274 potvrzených měsíců, nejvíc ze všech planet. Většina jsou drobná nepravidelná tělesa, pozornost si zaslouží sedm větších.

TitanDruhý největší měsíc soustavy

Průměr: 5 150 km
Vzdálenost: 1 221 900 km
Oběžná doba: 15,9 dne
Teplota: −179 °C
Tlak u povrchu: 1,45× zemský

Jediný měsíc s hustou atmosférou, tvořenou převážně dusíkem. Na povrchu má jezera a řeky z kapalného metanu a etanu. V roce 2005 na něm přistála evropská sonda Huygens, dosud nejvzdálenější přistání v dějinách kosmonautiky.

EnceladusVodní gejzíry

Průměr: 504 km
Vzdálenost: 238 000 km
Oběžná doba: 1,37 dne
Teplota: asi −198 °C
Albedo: nejvyšší v soustavě

Z trhlin u jižního pólu tryskají gejzíry vodní páry z podpovrchového oceánu. Část materiálu uniká do prostoru a doplňuje Saturnův vnější prstenec E. Čerstvý led odráží skoro všechno dopadající světlo.

Měsíc	Průměr	Oběžná doba	Čím je zajímavý
Titan	5 150 km	15,9 dne	Hustá dusíková atmosféra, jezera kapalného metanu, přistání sondy Huygens.
Rhea	1 527 km	4,5 dne	Druhý největší měsíc Saturnu, tvořený převážně vodním ledem.
Iapetus	1 469 km	79,3 dne	Jedna polokoule je tmavá jako asfalt, druhá bílá jako sníh. Podél rovníku se táhne horský hřeben.
Dione	1 123 km	2,7 dne	Povrch křižují světlé ledové útesy vysoké stovky metrů.
Tethys	1 062 km	1,9 dne	Kaňon Ithaca Chasma se táhne přes velkou část jeho obvodu.
Enceladus	504 km	1,37 dne	Vodní gejzíry a nejvyšší odrazivost povrchu v celé soustavě.
Mimas	396 km	0,9 dne	Kráter Herschel o průměru 130 km zabírá třetinu kotouče a dává měsíci nápadný vzhled.

Prstence

Prstence sahají do vzdálenosti kolem 80 000 km od planety, přitom jsou v průměru jen desítky metrů tenké. Tvoří je z drtivé většiny kousky vodního ledu o velikosti od zrnka písku po balvan. Galileo je roku 1610 zahlédl jako podivné výběžky a jejich pravou podstatu popsal Christiaan Huygens v roce 1655.

Kapitola 9 · Měsíce

Měsíce Uranu a Neptunu

Obě soustavy zná lidstvo hlavně díky jediné návštěvě: sonda Voyager 2 prolétla kolem Uranu v roce 1986 a kolem Neptunu v roce 1989.

Uran

Uran má 28 známých měsíců a jako jediná planeta je pojmenoval podle postav z her Williama Shakespeara a z díla Alexandra Popea. Ostatní planety berou jména z řecké a římské mytologie. Povrchy všech pěti velkých měsíců mají kolem −200 °C.

Měsíc	Průměr	Objeven	Čím je zajímavý
Titania	1 578 km	1787	Největší měsíc Uranu. Objevil jej William Herschel spolu s Oberonem.
Oberon	1 523 km	1787	Druhý největší, hustě pokrytý krátery s tmavým dnem.
Umbriel	1 169 km	1851	Nejtmavší z velkých měsíců Uranu, objev Williama Lassella.
Ariel	1 158 km	1851	Nejsvětlejší povrch soustavy Uranu, protkaný sítí údolí a zlomů.
Miranda	472 km	1948	Útes Verona Rupes je se zhruba 20 km nejvyšší známý sráz ve Sluneční soustavě.

Neptun

TritonZachycené těleso

Průměr: 2 707 km
Vzdálenost: 354 800 km
Oběžná doba: 5,9 dne, zpětná
Teplota: −235 °C

Jediný velký měsíc soustavy, který obíhá proti směru rotace své planety. To ukazuje na těleso zachycené z Kuiperova pásu. Z povrchu tryskají dusíkové gejzíry a patří k nejchladnějším měřeným místům v soustavě. Objevil jej William Lassell sedmnáct dní po objevu samotného Neptunu.

Zbytek soustavy

Neptun má 16 známých měsíců. Po Tritonu je největší Proteus (asi 420 km), nepravidelné těleso na hranici, kdy už gravitace stáhne objekt do koule. Nereid obíhá po jedné z nejprotáhlejších drah v celé soustavě: jeho vzdálenost od Neptunu se během oběhu mění téměř sedmkrát.

Kapitola 10 · Hvězdy

Barvy a teploty hvězd

Hvězda svítí díky slučování vodíku na helium ve svém jádru. Barva světla prozradí teplotu povrchu, a platí to obráceně, než velí intuice z vodovodní baterie: modrá znamená horko, červená chlad.

Šířka pásu odpovídá teplotnímu rozsahu třídy na logaritmické ose. Modrých hvězd třídy O je nejméně, červených trpaslíků třídy M zdaleka nejvíc.

Třída	Povrchová teplota	Barva	Příklad
O	nad 30 000 K	modrá	Naos (ζ Puppis)
B	10 000 až 30 000 K	modrobílá	Rigel, Spica
A	7 500 až 10 000 K	bílá	Sirius, Vega
F	6 000 až 7 500 K	žlutobílá	Procyon, Polárka
G	5 200 až 6 000 K	žlutá	Slunce (5 772 K)
K	3 700 až 5 200 K	oranžová	Arcturus
M	2 400 až 3 700 K	červená	Proxima Centauri, Betelgeuze

Jak se třídy pamatují

Pořadí od nejteplejší po nejchladnější: O B A F G K M.
Pomůcka je anglická věta „Oh, Be A Fine Girl, Kiss Me“.
Každá třída se dělí číslicí 0 až 9, Slunce je G2. Římská číslice za označením udává svítivost, u Slunce V pro hlavní posloupnost.

Jasnost a vzdálenost

Nejjasnější hvězda noční oblohy je Sirius s hvězdnou velikostí −1,46, vzdálený 8,6 světelného roku.
Čím nižší číslo hvězdné velikosti, tím jasnější objekt. Pouhým okem dohlédneme zhruba k hodnotě 6.
Nejbližší hvězda po Slunci je Proxima Centauri, 4,24 světelného roku daleko.

Čeho je kolik

Zhruba tři čtvrtiny hvězd Galaxie tvoří červení trpaslíci třídy M. Všichni jsou příliš slabí na pozorování pouhým okem.
Hvězdy třídy O jsou vzácné a žijí jen miliony let, červení trpaslíci vydrží biliony.
V Orionu svítí hned dva učebnicové příklady: červený veleobr Betelgeuze a modrý veleobr Rigel.

Kapitola 11 · Hvězdy

Život a zánik hvězdy

O celém osudu hvězdy rozhoduje jediná veličina: hmotnost, se kterou vznikne. Hranice leží zhruba u osminásobku hmotnosti Slunce.

Rozcestí uprostřed schématu je celá podstata věci: hvězda do osmi hmotností Slunce skončí jako bílý trpaslík, hmotnější hvězda vybuchne jako supernova a zanechá po sobě neutronovou hvězdu nebo černou díru.

Bílý trpaslík

Velikost zhruba jako Země při hmotnosti srovnatelné se Sluncem.
Hranice stability je 1,4 hmotnosti Slunce, takzvaná Chandrasekharova mez.
Už nefúzuje, jen pomalu chladne.

Neutronová hvězda

Průměr kolem 20 km při hmotnosti větší, než má Slunce.
Rotující neutronová hvězda s úzkým svazkem záření se jeví jako pulsar. První objevila Jocelyn Bell Burnellová v roce 1967.
Lžička její hmoty by na Zemi vážila miliardy tun.

Supernovy v dějinách

Výbuch pozorovaný v roce 1054 po sobě zanechal Krabí mlhovinu.
Poslední supernova viditelná pouhým okem byla SN 1987A ve Velkém Magellanově mračnu.
Při výbuchu vznikají prvky těžší než železo, včetně zlata.

Kapitola 12 · Hvězdy

Exoplanety

Planety u jiných hvězd. První potvrzené obíhaly v roce 1992 kolem pulsaru, první u hvězdy podobné Slunci našli Michel Mayor a Didier Queloz v roce 1995 a v roce 2019 za to dostali Nobelovu cenu.

Tranzitní metoda je nejúspěšnější způsob hledání exoplanet. Druhá hlavní metoda měří radiální rychlost: planeta svou gravitací rozkývá hvězdu a to se projeví posuvem čar v jejím spektru.

Milníky

1992: první potvrzené exoplanety u pulsaru PSR B1257+12.
1995: 51 Pegasi b, první planeta u hvězdy podobné Slunci. Je to plynný obr obíhající svou hvězdu za čtyři dny, čemuž se říká horký Jupiter.
2019: Nobelova cena za fyziku pro Mayora a Queloze.

Kolik jich známe

Potvrzených je přes 5 800 a počet rychle roste.
Nejvíc objevů má na kontě dalekohled Kepler, dnes hledá jeho nástupce TESS.
Atmosféry exoplanet zkoumá dalekohled Jamese Webba.

Zajímavé soustavy

TRAPPIST-1: sedm planet velikosti Země u červeného trpaslíka 40 světelných let daleko.
Proxima Centauri b: planeta u nejbližší hvězdy, objevená v roce 2016, obíhá v obyvatelné zóně.
Obyvatelná zóna je pásmo, kde může na povrchu existovat kapalná voda.

Kapitola 13 · Vesmír jako celek

Galaxie

Galaxie je gravitačně vázaná soustava hvězd, plynu, prachu a temné hmoty. Naše Mléčná dráha patří mezi velké spirální galaxie a je jednou z více než osmdesáti v Místní skupině.

Disk má v průměru zhruba 100 000 světelných let a obsahuje 100 až 400 miliard hvězd. Slunce leží v Orionově rameni, přibližně v polovině cesty mezi středem a okrajem, a jeden oběh kolem jádra mu trvá asi 225 milionů let.

Mléčná dráha

Typ: spirální s příčkou
Průměr disku: asi 100 000 sv. let
Počet hvězd: 100 až 400 miliard
Slunce od středu: asi 26 000 sv. let
Oběh Slunce: asi 225 mil. let
Střed: Sagittarius A*

Sousedství

Nejbližší velká galaxie: Andromeda (M31)
Její vzdálenost: 2,5 mil. sv. let
Srážka s Mléčnou dráhou: za asi 4,5 mld. let
Velké Magellanovo mračno: 160 000 sv. let
Místní skupina: přes 80 galaxií
Pozorovatelný vesmír: 93 mld. sv. let napříč

Typ	Značka	Popis	Příklad
Eliptická	E0 až E7	hladký elipsoid, málo plynu, převážně staré hvězdy	M87
Spirální	Sa až Sc	disk s rameny a centrální výdutí	Andromeda (M31)
Spirální s příčkou	SBa až SBc	ramena vycházejí z protáhlé příčky	Mléčná dráha
Čočková	S0	disk bez výrazných ramen	Vřeteno (NGC 5866)
Nepravidelná	Irr	bez souměrného tvaru, často po gravitační interakci	Velké Magellanovo mračno

Hubbleova klasifikace z roku 1926 dodnes slouží jako základní dělení galaxií podle tvaru.

Kapitola 14 · Vesmír jako celek

Velký třesk a reliktní záření

Vesmír je starý 13,8 miliardy let a od počátku se rozpíná. Velký třesk popisuje rozpínání samotného prostoru z extrémně horkého a hustého stavu, které pokračuje dodnes a v posledních miliardách let dokonce zrychluje.

Vodorovná osa je čas v silně nelineárním měřítku, aby se vešly zlomky sekundy i miliardy let. Šířka pásu naznačuje, jak se prostor rozpíná. Oranžová čára značí okamžik, kdy se plazma ochladilo natolik, že vznikly první atomy a světlo mohlo volně letět.

0 sVelký třeskPočátek prostoru a času před 13,8 miliardy let.

10⁻³² sInflaceZlomek vteřiny extrémně rychlého rozepnutí. Vysvětluje, proč vesmír vypadá ve všech směrech stejně.

1 mikrosekundaVznik protonů a neutronůKvark-gluonové plazma se ochladí natolik, že se kvarky spojí do částic.

3 minutyPrvotní nukleosyntézaVznikají první atomová jádra v poměru, který platí dodnes: zhruba 75 % vodíku a 25 % helia podle hmotnosti.

380 000 letVesmír se stane průhlednýmJádra zachytí elektrony a vzniknou první atomy. Uvolněné světlo k nám přichází dodnes jako reliktní záření.

asi 200 mil. letPrvní hvězdyZapaluje se první generace hvězd a jejich ultrafialové záření postupně znovu ionizuje vesmír.

asi 1 mld. letPrvní galaxieHvězdy se shlukují do prvních galaxií, které dnes pozoruje dalekohled Jamese Webba.

9,2 mld. letVzniká Sluneční soustavaPřed 4,6 miliardami let, tedy zhruba ve dvou třetinách dosavadních dějin vesmíru.

13,8 mld. letDnesRozpínání zrychluje zhruba posledních pět miliard let. Příčina se označuje jako temná energie.

Reliktní záření

Dosvit horkého mladého vesmíru vyplňuje celou oblohu. Rozpínáním se protáhl do mikrovlnné oblasti a odpovídá dnes teplotě 2,725 K, tedy −270,4 °C. Náhodou ho v roce 1964 objevili Arno Penzias a Robert Wilson, kteří šum zprvu považovali za poruchu antény. Nobelovu cenu za objev dostali v roce 1978. Družice COBE v roce 1992 změřila v záření nepatrné nerovnoměrnosti, ze kterých později vyrostly galaxie, a přesnou mapu pořídily sondy WMAP a Planck.

Tři opory teorie

Edwin Hubble v roce 1929 zjistil, že vzdálenější galaxie se od nás vzdalují rychleji, protože jejich světlo je posunuté k červenému konci spektra. Rozpínání teoreticky předpověděl už v roce 1927 belgický kněz a fyzik Georges Lemaître. Druhou oporou je právě reliktní záření a třetí naměřené zastoupení vodíku a helia, které odpovídá výpočtům prvotní nukleosyntézy.

Z čeho se vesmír skládá

68,3 % temná energie

26,8 %

4,9 %

Temná energie pohání zrychlené rozpínání Temná hmota se projevuje jen gravitačně Běžná hmota tvoří hvězdy, planety a nás

Kapitola 15 · Vesmír jako celek

Černé díry

Oblast prostoru, ve které je gravitace tak silná, že z ní neunikne ani světlo. Hranicí je horizont událostí, pomyslná plocha, za kterou už vede cesta jen dovnitř.

Poloměr horizontu událostí závisí jedině na hmotnosti. Slunce by jako černá díra mělo poloměr asi 3 km a Země zhruba 9 mm. Dráhy planet by přitom zůstaly stejné, protože gravitace na dálku závisí na hmotnosti a ne na tom, jak je nahuštěná.

Tři velikostní kategorie

Hvězdné: 5 až 150 M_☉
Středně hmotné: 10² až 10⁵ M_☉
Supermasivní: 10⁵ až 10¹⁰ M_☉
Sagittarius A*: 4,3 mil. M_☉
M87*: 6,5 mld. M_☉

Značka M_☉ znamená hmotnost Slunce. Hvězdné černé díry vznikají kolapsem jádra velmi hmotné hvězdy, supermasivní sídlí ve středech velkých galaxií.

Jak se poznají

Samotnou černou díru vidět nelze, prozradí ji okolí. Hmota padající dovnitř se třením rozžhaví a září v rentgenové oblasti, hvězdy v okolí obíhají kolem zdánlivě prázdného místa a splynutí dvou černých děr rozechvěje samotný prostor gravitačními vlnami. Snímky z projektu Event Horizon Telescope zachycují právě rozžhavený plyn kolem temného stínu.

1916Schwarzschildovo řešeníKarl Schwarzschild najde v Einsteinově obecné relativitě řešení popisující horizont událostí.

1967Vzniká názevTermín „black hole“ zpopularizoval fyzik John Wheeler.

1971Cygnus X-1První silný kandidát na černou díru, zdroj rentgenového záření v souhvězdí Labutě.

1974Hawkingovo zářeníStephen Hawking ukáže, že černé díry se kvantovými efekty velmi pomalu vypařují.

14. 9. 2015První gravitační vlnyDetektory LIGO zachytí signál ze splynutí dvou černých děr o hmotnostech 36 a 29 Sluncí. Nobelova cena 2017.

10. 4. 2019První snímek černé díryProjekt Event Horizon Telescope zveřejní obraz M87* v galaxii M87, 55 milionů světelných let daleko.

12. 5. 2022Snímek středu naší GalaxieTentýž projekt zobrazí Sagittarius A*.

Kapitola 16 · Lidé ve vesmíru

Historie kosmonautiky

Nejvděčnější kvízové téma, protože stojí na letopočtech a prvenstvích. Od Sputniku k trvale obydlené stanici na oběžné dráze uplynulo něco přes čtyřicet let.

4. 10. 1957Sputnik 1První umělá družice Země, vypuštěná Sovětským svazem. O měsíc později letí na Sputniku 2 fena Lajka.

12. 4. 1961Jurij GagarinPrvní člověk ve vesmíru, jeden oblet Země v lodi Vostok 1 za 108 minut.

16. 6. 1963Valentina TěreškovováPrvní žena ve vesmíru, loď Vostok 6.

18. 3. 1965První výstup do volného prostoruAlexej Leonov opustil loď Voschod 2 na dvanáct minut.

20. 7. 1969Apollo 11Neil Armstrong a Buzz Aldrin přistáli na Měsíci, Michael Collins zůstal na oběžné dráze. Do roku 1972 stanulo na Měsíci celkem dvanáct lidí.

1970 a 1971Venera 7 a Saljut 1První měkké přistání na Venuši a první orbitální stanice.

1976Viking 1 a 2První úspěšně pracující přistávací moduly na Marsu.

1977Start sond Voyager 1 a 2Voyager 2 zůstává jedinou sondou, která navštívila Uran (1986) a Neptun (1989).

2. 3. 1978Vladimír RemekPrvní a dosud jediný Čechoslovák ve vesmíru, loď Sojuz 28 a stanice Saljut 6. Zároveň vůbec první člověk ve vesmíru, který nebyl občanem USA ani SSSR.

12. 4. 1981První let raketoplánuColumbia startuje přesně dvacet let po Gagarinovi. Program skončil v roce 2011.

1986Mir a ChallengerNa oběžnou dráhu míří první modul stanice Mir, v lednu téhož roku havaruje raketoplán Challenger.

24. 4. 1990Hubbleův vesmírný dalekohledRaketoplán Discovery jej vynesl na nízkou oběžnou dráhu, kde pracuje dodnes.

1998 a 2000Mezinárodní vesmírná stanicePrvní modul Zarja startuje v listopadu 1998, od 2. listopadu 2000 je stanice trvale obydlená.

2012Curiosity a mezihvězdný prostorRover Curiosity přistává na Marsu, Voyager 1 opouští heliosféru a stává se prvním lidským výtvorem v mezihvězdném prostoru.

14. 7. 2015New Horizons u PlutaPrvní detailní snímky Pluta a jeho měsíce Charonu.

30. 5. 2020První komerční let s posádkouLoď Crew Dragon společnosti SpaceX dopravila dva astronauty na ISS.

2021Perseverance, Ingenuity a JWSTRover Perseverance přistává na Marsu s vrtulníkem Ingenuity, prvním strojem, který létal v atmosféře jiné planety. Na Štědrý den startuje dalekohled Jamese Webba.

2022Artemis I a DARTNepilotovaný let lodi Orion k Měsíci a náraz sondy DART do měsíčku Dimorphos, který změnil jeho dráhu.

23. 8. 2023Čandrajáan-3Indie jako první přistála v okolí jižního pólu Měsíce.

Česká stopa

Johannes Kepler působil v Praze v letech 1600 až 1612 a právě zde formuloval první dva zákony pohybu planet, které vyšly v roce 1609 v díle Astronomia nova. Data, ze kterých vycházel, naměřil Tycho Brahe, jenž zemřel v Praze roku 1601. Luboš Kohoutek objevil v roce 1973 kometu, která nese jeho jméno. Největším dalekohledem v Česku zůstává dvoumetrový Perkův dalekohled na observatoři v Ondřejově.

Rekordy techniky

Nejvzdálenější lidský výtvor: Voyager 1, přes 24 miliard km od Země.
Nejrychlejší lidský výtvor: sonda Parker Solar Probe, kolem 690 000 km/h při průletu kolem Slunce.
Nejvzdálenější přistání: sonda Huygens na Titanu (2005).
Nejdéle pracující rover na Marsu: Opportunity, plánovaných 90 dní se protáhlo na čtrnáct let.

Kapitola 17 · Procvičení

Tahák

Když na učení není čas. Dvacet údajů, které pokryjí většinu vesmírných otázek v běžném hospodském kvízu, plus jednotky, ve kterých se astronomie počítá.

Stáří vesmíru13,8 mld. let

Stáří Sluneční soustavy4,6 mld. let

Teplota reliktního záření2,725 K

Vznik reliktního záření380 000 let po VT

Běžná hmota ve vesmíru4,9 %

Povrch Slunce5 772 K

Podíl Slunce na hmotnosti soustavy99,86 %

Světlo Slunce k Zemi8 min 20 s

Astronomická jednotka149,6 mil. km

Světelný rok9,46 bilionu km

Vzdálenost Měsíce384 400 km

Průměr Země12 742 km

Povrch Venuše464 °C

Největší měsíc (Ganymed)5 268 km

Nejbližší hvězda (Proxima Centauri)4,24 sv. roku

Nejbližší velká galaxie (Andromeda)2,5 mil. sv. let

Průměr Mléčné dráhyasi 100 000 sv. let

Černá díra ve středu Galaxie4,3 mil. M☉

První družice (Sputnik 1)4. 10. 1957

První člověk na Měsíci20. 7. 1969

Jednotky vzdálenosti

Astronomická jednotka (AU) měří 149 597 870 km a odpovídá střední vzdálenosti Země od Slunce.
Světelný rok je vzdálenost, kterou světlo urazí za rok, tedy asi 9,46 bilionu km.
Parsek měří 3,26 světelného roku a v odborné astronomii se používá častěji.

Rekordy soustavy

Nejvyšší sopka: Olympus Mons na Marsu, zhruba 22 km.
Nejdelší kaňon: Valles Marineris, asi 4 000 km.
Nejteplejší povrch: Venuše, 464 °C.
Nejsilnější větry: Neptun, přes 2 000 km/h.

Co se plete nejčastěji

Nejteplejší planeta je Venuše, i když Slunci nejbližší je Merkur.
Světelný rok měří vzdálenost, přestože zní jako čas.
Odvrácená strana Měsíce má den i noc stejně jako ta přivrácená.
Ze Slunce bude bílý trpaslík, na supernovu má příliš málo hmoty.

Kapitola 18 · Procvičení

Kvíz

62 otázek ze všech předchozích kapitol. Vyberte si okruhy a délku, odpovídat lze i klávesami 1 až 4. Po každé odpovědi se ukáže vysvětlení, na konci přehled toho, co si zopakovat.

Okruhy

Délka