Astronomická jednotka
Obsah boxu
Šablona:Infobox Veličina Astronomická jednotka (značka au, mezinárodně také AU) je jednotka délky, která se používá především v astronomii pro měření vzdáleností ve Sluneční soustavě a v jejím okolí. Od srpna 2012 je definována Mezinárodní astronomickou unií (IAU) jako přesná hodnota 149 597 870 700 metrů.
Tato hodnota odpovídá přibližně střední vzdálenosti mezi Zemí a Sluncem. Použití této jednotky zjednodušuje výpočty a umožňuje lepší představu o rozměrech Sluneční soustavy. Například planeta Jupiter je od Slunce vzdálena přibližně 5,2 au, což je srozumitelnější údaj než přibližně 778 milionů kilometrů.
📜 Historie a definice
Pojem vzdálenosti Země-Slunce jako základní měřítko vesmíru je starý několik staletí. Snahy o její změření byly klíčovým úkolem astronomie.
🏛️ První pokusy
První známé pokusy o určení této vzdálenosti pocházejí již z antického Řecka. Aristarchos ze Samu ve 3. století př. n. l. se pokusil vypočítat poměr vzdáleností Země-Měsíc a Země-Slunce na základě měření úhlu mezi Měsícem v první čtvrti a Sluncem. Jeho metoda byla teoreticky správná, ale tehdejší pozorovací technika neumožňovala dostatečnou přesnost a jeho výsledek byl značně podhodnocený.
🔭 Přechody Venuše a paralaxa
Skutečný průlom nastal v 17. a 18. století. Johannes Kepler na začátku 17. století formuloval své zákony pohybu planet, které popsaly relativní vzdálenosti planet od Slunce, ale stále chyběla absolutní hodnota v pozemských jednotkách.
Klíčovou metodou se stalo měření paralaxy, tedy zdánlivého posunu objektu vůči pozadí při pozorování ze dvou různých míst. První relativně úspěšný odhad provedl Giovanni Domenico Cassini v roce 1672 pomocí paralaxy Marsu.
Ještě přesnější metodou, kterou navrhl Edmond Halley, bylo pozorování přechodu Venuše přes sluneční disk z různých míst na Zemi. Pozorování přechodů v letech 1761 a 1769 se stala prvními velkými mezinárodními vědeckými projekty a vedla k výraznému zpřesnění hodnoty astronomické jednotky. Výpočty vedly k hodnotám okolo 150 milionů kilometrů.
📡 Moderní měření a redefinice
Ve 20. století přinesly nejpřesnější měření radarové a laserové technologie. Vysíláním signálů k Venuši a dalším tělesům a měřením doby, za kterou se odražený signál vrátil, bylo možné určit vzdálenosti s bezprecedentní přesností.
Původní definice astronomické jednotky byla založena na Gaussově gravitační konstantě a třetím Keplerově zákoně. Byla to vzdálenost, na které by těleso zanedbatelné hmotnosti obíhalo nerušeně kolem Slunce s úhlovou rychlostí 0,01720209895 radiánů za den. Tato definice však byla závislá na hmotnosti Slunce, která se v čase nepatrně mění (Slunce ztrácí hmotu slunečním větrem), a byla také ovlivněna relativistickými efekty.
Proto Mezinárodní astronomická unie na svém valném shromáždění v Pekingu v srpnu 2012 přijala novou, jednodušší definici. Astronomická jednotka byla stanovena jako pevná konstanta s přesnou hodnotou 149 597 870 700 metrů. Tím se odstranily dřívější nejednoznačnosti a jednotka se stala nezávislou na aktuálních měřeních a hmotnosti Slunce.
⚙️ Přesná hodnota a použití
Přesná definovaná hodnota astronomické jednotky je:
- 1 au = 149 597 870 700 m (přesně)
- 1 au ≈ 149,6 milionů km
- 1 au ≈ 8,317 světelných minut
Astronomická jednotka je ideální pro popis vzdáleností v rámci Sluneční soustavy. Pro mezihvězdné a mezigalaktické vzdálenosti se používají větší jednotky:
- Světelný rok (ly): Vzdálenost, kterou urazí světlo ve vakuu za jeden juliánský rok. 1 ly ≈ 63 241 au.
- Parsek (pc): Vzdálenost, z níž se střední poloměr oběžné dráhy Země (1 au) jeví pod úhlem jedné obloukové vteřiny. 1 pc ≈ 3,26 ly ≈ 206 265 au.
Použití au je standardem v nebeské mechanice a při plánování misí kosmických sond.
📊 Příklady vzdáleností v AU
Následující tabulka uvádí střední vzdálenosti vybraných objektů Sluneční soustavy od Slunce.
| Objekt | Vzdálenost (au) | Vzdálenost (miliony km) |
|---|---|---|
| Merkur | 0,39 | 58 |
| Venuše | 0,72 | 108 |
| Země | 1,00 | 149,6 |
| Mars | 1,52 | 228 |
| Pás planetek (střed) | 2,7 | 404 |
| Jupiter | 5,20 | 778 |
| Saturn | 9,58 | 1 433 |
| Uran | 19,22 | 2 875 |
| Neptun | 30,10 | 4 495 |
| Pluto (trpasličí planeta) | 39,5 | 5 906 |
| Kuiperův pás (začátek) | ~30 | ~4 500 |
| Voyager 1 (k roku 2025) | ~165 | ~24 700 |
| Oortův oblak (vnitřní okraj) | ~2 000 | ~300 000 |
💡 Pro laiky
Představte si, že chcete změřit, jak daleko je od vašeho domu obchod. Použijete metry nebo kilometry. Ale co když chcete změřit, jak daleko je Měsíc nebo planeta Jupiter? Kilometry by byly velmi nepraktické, protože by to byla obrovská čísla s mnoha nulami (například Jupiter je vzdálený 778 000 000 km).
Proto si astronomové vymysleli vlastní, mnohem větší "pravítko" určené speciálně pro naši Sluneční soustavu. Tímto pravítkem je právě astronomická jednotka.
Jedna astronomická jednotka (1 au) je prostě průměrná vzdálenost od naší planety Země ke Slunci. Je to základní měřítko. Když tedy astronom řekne, že planeta Mars je vzdálená asi 1,5 au, znamená to, že je jedenapůlkrát dál od Slunce než my na Zemi. Jupiter je asi 5 au daleko, takže je pětkrát dál od Slunce než my.
Je to mnohem jednodušší a přehlednější způsob, jak si představit a porovnávat obrovské vzdálenosti mezi planetami v našem vesmírném sousedství.