MŮŽEME POCHOPIT VESMÍR, VE KTERÉM ŽIJEME? Doc. Ing. Milan KÁLAL, CSc. Katedra fyzikální elektroniky FJFI ČVUT v Praze Přednáška pro studenty Univerzity třetího věku

Metodologie vědeckého poznání Pozorování konkrétního jevu v přírodě Snaha o jeho vysvětlení na základě dosavadních znalostí – fyzikální model Formulace matematického vyjádření Porovnání výsledků výpočtu s realitou Pokud souhlasí, považujeme model za OK Pokud nesouhlasí, musíme hledat jiný způsob vysvětlení (jiný fyzikální model)

KARDINÁLNÍ OTÁZKA PROČ ?

Příklad: odhalení gravitace Nebeská klenba – stálice vs planety Geocentrický model (Země středem vesmíru): Ptolemaios (85-165) velmi složitý popis pohybu planet Heliocentrický model (Slunce středem vesmíru): Nicholas Copernicus (1473-1543) zásadní zjednodušení popisu Detailní pozorování pohybu planet: Tycho de Brahe (1546-1601) Johanes Kepler (1571-1630) Gravitační zákon: Isaac Newton (1643-1727)

Tycho de Brahe (1546-1601)

Tycho de Brahe * 14. 12. 1546 Knutstorpa ve Scanii (Dánsko) † 24. 10. 1601 Praha Astronom pocházející z dánské větve starobylého skandinávského šlechtického rodu. V Kodani studoval rétoriku a pak filozofii, v Lipsku (1562–65) práva. Po návratu do Dánska kvůli dědictví pobýval v Rostocku (1566 měl souboj s Manderupem Pasbergerem, při němž ztratil část ucha a nosu: opatřil si náhražku ze slitiny zlata a stříbra), poté ve Wittemberku a v Augsburgu. V r. 1571 se opět vrátil do Dánska, kde mu po smrti otcově zařídil strýc Sten Bille chemickou laboratoř a astronomickou observatoř v Herischwadtu. Záhy znovu cestoval po Německu, severní Itálii a Švýcarsku. Pobýval v Řezně v době korunovace Rudolfa II. císařem a seznámil se tu s Tadeášem Hájkem z Hájku. V l. 1575–97 pobýval v Dánsku. Král Fridrich II. mu udělil v r. 1576 roční důchod 500 tolarů a daroval ostrov Hven v Öresundu, kde si s vynaložením 100 tisíc tolarů vybudoval observatoř Uranienborg. Po smrti krále Fridricha II. převládli v okolí jeho nástupce Kristiána IV. Brahovi nepřátelé. Proto B. přešel na výzvu Tadeáše Hájka z Hájku do Čech, převezl si sem přístroje z Uranienborgu a konal astronomická pozorování v Benátkách nad Jizerou a pak v Praze. Pracoval v Čechách pouze 4 roky. Zemřel náhle při hostině u Petra Voka z Rožmberka. Byl v první řadě vynikajícím konstruktérem astronomických přístrojů. Zvětšil několikanásobně jejich rozměry a tím dosáhl kvalitativně vyšší přesnosti pozorování. Rozpracoval kompromisní geoheliocentrickou soustavu: Země v ní byla sice nehybným středem planetární soustavy, kolem ní však v této soustavě obíhal pouze Měsíc a Slunce, všechny ostatní planety však obíhaly Slunce. Údaje B. matematicky vyhodnocoval Jan Kepler, který z nich vypočetl oběhové zákony planet v rámci heliocentrické soustavy. B. synkreze geocentrismu a heliocentrismu byla vědecky fukční až do dob Isaaca Newtona.

Johanes Kepler (1571-1630)

Keplerovy zákony 1. Keplerův zákon - Planety obíhají kolem Slunce po eliptických drahách, v jejichž jednom společném ohnisku je Slunce. 2. Keplerův zákon - Plochy opsané průvodičem planety (spojnice planety a Slunce) za stejný čas jsou stejně velké. 3. Keplerův zákon - Poměr druhých mocnin oběžných dob dvou planet je stejný jako poměr třetích mocnin jejich velkých poloos (středních vzdáleností těchto planet od Slunce).

Keplerovy zákony: - byly získány na základě pozorování byl jim dán matematický tvar celkem dobře popisovaly realitu Kepler ale nedokázal odpovědět na otázku: PROČ jsou tyto zákony právě takové, jaké jsou? Na tuto otázku našel odpověď až Isaac Newton postulováním principu gravitace !!!

Isaac Newton (1643-1727)

Newtonův gravitační zákon Každá dvě tělesa se přitahují silou, která je přímo úměrná součinu jejich hmotnosti a nepřímo úměrná druhé mocnině jejich vzdálenosti: kde: F je velikost gravitační síly mezi dvěma hmotnými body ϰ je gravitační konstanta m1 je hmotnost prvního hmotného bodu m2 je hmotnost druhého hmotného bodu r je vzdálenost obou hmotných bodů Vektor této síly leží na spojnici hmotných bodů těchto těles. Síla je centrální. Síla, kterou se přitahují každá tělesa, se nazývá gravitační síla.

A Brief History of Astronomy http://cassfos02.ucsd.edu/public/tutorial/History.html

PROČ SE DVĚ HMOTY PŘITAHUJÍ? KARDINÁLNÍ OTÁZKA PROČ SE DVĚ HMOTY PŘITAHUJÍ?