Drtivý dopad – Astronomie v Nerudově poezii XIII.

pátek 20. červenec 2012 12:28

Jedna z počítačových simulací vzniku Měsíce

V minulé části nerudovské série jsem slíbil, že se příště pokusíme vypátrat, co je pravdy na tom, že „Měsíček čekal hned u vchodu“, když Země vešla v první ples. Příště je dnes, a tak si nejprve připomeňme konec 14. kosmické písně:

Měsíček čekal hned u vchodu:
„Panenko, žádám Vás – ať tak dím –
za taneček první a poslední
a za ty mezi tím!“

Bez dlouhých okolků přejděme rovnou k věci: nečekal. Ještě jednou se omlouvám Janu Nerudovi a lyricky založeným čtenářům – je jasné, že básník tentokrát vůbec nechtěl podávat vědecký výklad o vzniku Měsíce, ale zmínka o tanečníkovi, který žádá o tanec první i poslední a všechny mezi tím, se nám k takovému výkladu přece jen hodí.

Problém s původem Měsíce je totiž opravdu zajímavý. Měsíc je vůči Zemi ve srovnání s poměrem jiných satelitů ke svým planetám nezvykle velký. Ať už porovnáváme hmotnosti nebo velikosti těles. Průměr Měsíce činí více než čtvrtinu průměru Země (poměr 1:3,7). Pravda, Země je 81x hmotnější než Měsíc, ale srovnejme to s rodinnými poměry jiných planet a jejich měsíců.

Oba Marsovy měsíčky jsou pouhé přerostlé skály nepravidelného tvaru. Větší z nich, Phobos, má největší rozměr 28 km. K průměru Marsu, který činí téměř 6800 km, je to poměr 1:243. Pokud bychom porovnávali hmotnosti, najdeme poměr 1:60000000 (jedna ku šedesáti miliónům). V lepších rodinách jsou i lepší poměry. Jupiter, největší planeta Sluneční soustavy, se pyšní také největším Měsícem. Ganymedes je s průměrem 5270 km o dost větší než planeta Merkur. Poměr velikosti Ganymeda k Jupiteru je však 1:27, poměr hmotnosti 1:13000. Nejlepší rodinné poměry v našem okolí mají u Neptunů. Poměr velikosti měsíce Tritonu k planetě je 1:18 a poměr hmotností 1:4800.

Poslední fyzikální údaj, kterým budu rušit dojem z poezie, je vzdálenost těžiště soustavy Země-Měsíc od středu Země: přibližně 4700 km. To je dost na to, aby se Země pod vlivem Měsíce docela slušně potácela, takže při pohledu zvenčí to opravdu připomíná taneček. V tom má Neruda pravdu. Na druhou stranu, vzhledem k tomu, že hmotný střed přece jen leží uvnitř Země, je to kreace, které jsme v tanečních říkávali „stěhování almary“. Přesto je relativní velikost Měsíce vůči Zemi tak značná, že bylo jeden čas v módě mluvit a psát o dvojplanetě Země-Měsíc.

A také se vedly spory, zda jsou Země a Měsíc sourozenci nebo manželský pár. Sourozenci by to byli v případě, že by Měsíc vznikl společně se Zemí. Tato teorie však doznávala nepřekonatelných trhlin. Předně s postupnou krystalizací současného názoru na vznik planet nebylo jasné, jak se mohla vedle sebe vytvořit dvě tak velká tělesa místo jednoho. Druhou největší potíží bylo přece jen mírně odlišné složení Měsíce a Země.

Tou druhou obtíží netrpěla manželská teorie, podle níž vznikl Měsíc jinde než Země, a teprve později, při náhodném setkání, pocítili vzájemnou přitažlivost. Gravitační. Jenže, všechny výpočty a modely takového gravitačního manévru, při němž by se tělesa velikosti Měsíce a Země vzájemně zachytila, ukazovaly, že při jejich poměru hmotností a rychlosti pohybu dané vzdáleností od Slunce k něčemu takovému nemohlo dojít.

Řešení?

Měsíc je synem Země. Otec je ovšem neznámý. Někdy se mu dává ženské jméno Theia, což vlastně není jméno, protože to znamená tolik, co bohyně. Ani na pohlaví moc nezáleží, protože Ganymedes, ač chlapec, byl taky Diovou milenkou, a navíc otce Měsíce nikdo nikdy neviděl, takže jakákoli jména jsou jen pracovní.

Na přelomu sedmdesátých a osmdesátých let minulého století se objevila teorie, že Měsíc vznikl v důsledku srážky Země s jiným tělesem, asi tak velikosti Marsu (tedy ve srovnání se Zemí měl otec Měsíce asi poloviční průměr a desetkrát menší hmotnost). Ke kolizi muselo dojít v době, kdy kamenné planety nebyly ještě zcela hotové. Mluvíme tedy o srážce protozemě s neznámou protoplanetou. Při tomto doslova drtivém dopadu cizího tělesa bylo do prostoru vymrštěno obrovské množství rozžhaveného materiálu, který v okolí Země rychle zkondenzoval do prachových zrnek, z nichž se postupně skládaly větší a větší hroudy, až se na oběžné dráze vytvořila jedna velká, díky vlastní gravitaci kulatá, hrouda, které dnes říkáme Měsíc. Materiál použitý na stavbu Měsíce pocházel především z protozemského pláště a částečně též z dopadajícího bezejmenného protootce, čímž se elegantně vysvětluje ono kdysi problematické odlišné složení.

Srážka protozemě s neznámou protoplanetou

Japonští vědci Kokubo a Ida v roce 2000 modelovali proces vzniku Měsíce následkem velkého impaktu pomocí superpočítače HARP-3 a vyšlo jim, že Měsíc vznikl přibližně za měsíc, tedy jeho vytvoření z vyvrženého materiálu bylo bleskurychlé. Také podle nich vznikl velmi blízko Země a následným působením vzájemných slapových sil se obě tělesa od sebe vzdalovala a jejich rotace se zpomalovala. To je v souladu s pozorováním i s paleontologickými záznamy. V současnosti už Měsíc k Zemi přiklání stále stejnou polovinu, vůči Zemi tedy nerotuje. Ale stále se Měsíc od Země vzdaluje a stále se nepatrně zpomaluje otáčení Země.

Kdyby žil Jan Neruda dnes, asi by nepsal, že Měsíček čekal hned u vchodu. S drzostí sobě vlastní to zkusím za něj:

U vchodu do sálu
mladý muž, spěchaje – panenku srazil.
Nehledal omluvy, nežádal o tanec,
hned se ten zločinec bez stopy ztratil.

Synáček Měsíček za měsíc spatřil svět,
matičce smutno je, přesmutno – jak by ne?
Taneček první byl zároveň poslední,
Kdo bude na synka platiti výživné?

 

Předchozí díly seriálu: O čem češtinářka nemá ani potuchy | Subaru | Adaptivní optika | Éter | Kolem čeho? | Pohled do hlubin času | Hvězdné mládí | Stella Proxima | Dětí jako smetí | Ach, to sčítání! | Laplaceova hypotéza | Až přijde jeho hodinka | Stvoření světa

Nerudovy Písně kosmické cituji z České elektronické knihovny.

Jan Veselý

Jan Veselý

Jan Veselý

Jako správný bloger píšu o čemkoli, čemu nerozumím. Nerozumím ničemu (to mělo být něco jako „Vím, že nic nevím“, ale nečekám, že mi to spolknete). Z grafomana, který strašně nerad píše, se ze mě díky blogu stal grafoman, který by hrozně rád psal pořád, jen na to nemá čas.

Zabývám se popularizací astronomie a příbuzných věd v instituci zvané Hvězdárna a planetárium v Hradci Králové, takže jsem vlastně učitel bez povinnosti zkoušet, známkovat a udržovat kázeň. Kromě fyzikálního pohledu na svět mě zajímá hlasitá hudba (od pankáčů po Šostakoviče), divadlo, opera, výtvarné umění a čím dál víc i historie.

REPUTACE AUTORA:
8,90