Vesmírná mechanika

Vznik vesmíru se dá počítat do doby před 10 až 15 miliardami let. První sekundy a minuty vesmíru byly nejbouřivější obdobím vůbec. V tomto období překotně vznikaly a zanikaly všechny druhy částic i jejich antičástic. Toto období se nazývá „BIG BEN“ – Velký třesk.

Jak už naznačuje název tohoto prvotního stavu začal se vesmír rozpínat. Při tomto rozpínání klesala teplota i hustota vesmíru. Rozličné druhy částic mizely jak anihilací tak i vlastním rozpadem. Nakonec zůstala směsice částic - protonů, elektronů, fotonů a jiných elementárních částic, která se během několika miliard let zformovala do rozličných věcí a těles. Formování těchto částic způsobují síly gravitační, jaderné, elektromagnetické a slabé. Za pomocí těchto sil se časem vytvořily jádra atomů, atomy, molekuly až nakonec planety, hvězdy a galaxie.
Tyto čtyři síly jsou „pojivem vesmíru“, bez jejich působení by nevznikla jediná věc v našem vesmíru. Tyto základní síly tzv. interakce se od sebe velmi liší a to především svým dosahem.

Jaderná interakce – působí v jádru atomu. Jednou z jejích viditelných účinků je např. termonukleární reakce, jak lze vidět na našem Slunci.

Elektromagnetická interakce – působí na stavbu atomů, molekul, živých organismů, minerálů apod.. Tato síla působí ve všech chemických procesech, pohání elektrony ve vodičích a vytváří tak elektrický proud (akumulátory) apod.. Na slunci se projevuje protuberanci, skvrnami či erupcemi.

Slabá interakce – působí v samotných částicích. Projevuje se jako radioaktivita mnoha prvků a minerálů.

Gravitační interakce – působí navzájem mezi částicemi.A ač je mnohokráte slabší než předcházející interakce, je díky ní držen vesmír pohromadě. A to z toho důvodu, že gravitační síla velkého množství částic se sčítá, což žádná jiná síla mezi částicemi nedokáže. Má základní význam pro vznik nebeských těles – hvězd, planet, galaxií.

Z hlediska poznávání vesmírné mechaniky je potřeba zdůraznit právě gravitační sílu (gravitaci), která určuje jak vznik vesmírných těles, tak i jejich vzájemné působení. A to nejen působení mezi sebou navzájem ale i v celém vesmíru. Z pohledu historie lze nejprve zmínit Ptolemaiosovu geocentrickou hypotézu (2 st. n.l.) kdy věřil, že Země je středem vesmíru a že Slunce, Měsíc, planety a hvězdy obíhají kolem ní. Tato představa se zdá celkem přirozená. Země se zdála být pevná, nehybná a každý den vidíme, jak nebeská tělesa vycházejí a zapadají.

V šestnáctém století Mikuláš Koperník zveřejnil zcela odlišnou teorii jejímž nejvýznačnějším rysem bylo tvrzení, že středem vesmíru je Slunce a nikoliv Země.

Na přelomu 16 a 17 století Johannes Kepler na základě svých vlastních pozorování a pozorováních Tycho Braha odvodil tři Keplerovy zákony :
1. Planety obíhají kolem Slunce po eliptických drahách, v jejichž jednom společném ohnisku je Slunce

2. Plochy opsané spojnicí planety a Slunce za stejnou dobu jsou vždy stejné

3. Druhé mocniny oběžných dob planet jsou v témže poměru jako třetí mocniny poloos jejich drah

T21/T22 = a31/a32


Ve své knize Principia Isaac Newton popisuje gravitaci jako sílu, která je přímo úměrná součinu hmotností m1 a m2 obou hmotných bodů a nepřímo úměrná druhé odmocnině jejich vzdálenosti r :

F = (m1*m2)/r2)

Kdy konstanta úměrnosti v gravitačním symbolu je gravitační konstanta, která z mnoha měření byla určena na hodnotu 6.67 * 10-11.

Tento Newtonův zákon znamenal velký pokrok v poznávání vesmíru, ale nedovedl však vysvětlit všechno, například proč se světelný paprsek ohýbá, když letí kolem velmi hmotného tělesa. Tento a jiné jevy, dobře vysvětlila obecná teorie relativity, která vysvětluje gravitaci jako vlastnost prostoru a času.
Obecná teorie relativity, kterou zformuloval Albert Einstein ve 20 – tých letech minulého století nám říká, že každá elementární částice je obklopena zakřiveným prostorem. Tento prostor je tím více zakřivený, čím více obsahuje částic.

Závěrem lze říci, že hybnou silou vesmíru je gravitační síla. Tuto sílu popisuje jak zmíněná obecná teorie relativity, speciální teorie relativity a další teorie.




Seznam použité literatury :

1. Josip Kleczek, Vesmír kolem nás. Vydal Albatros 1986
2. Carl Sagan, Kosmos. Vydal TOK 1996
3. Jan Fischer, Průhledy do mikrokosmu. Vydala Mladá fronta 1986
4. Pavel Koubský, Planety naší Sluneční soustavy. Vydal Albatros 1988