"Kopernik a Kepler – Dva Evropané spojují Německo, Polsko a Českou republiku"
Zespół Szkół Centrum Kształcenia Ustawicznego w Gronowie
Staatliche Fachoberschule und Berufsoberschule Regensburg
1
Vyšší odborná škola pedagogická a sociální, Střední odborná pedagogická škola a Gymnázium
Tým projektantů
Účastníci projektu Vzdělávací centrum Gronowo (Toruń) Damian Albrecht Krzysztof Burak Damian Jaskrowski Bartosz Jesionkowski Arkadiusz Lewandowski Jarosław Szymelfenig
Gymnázium Praha Barbora Bulířová Tereza Čtvrtečková Zuzana Pikorová Martina Soušková Kateřina Štolová Lucie Třísková
Vyšší odborná škola Regensburg Julian Aumer Kathrin Krön Mathias Markwirth Sebastian Schmidt Richard Schuster Martin Zumbil Řízení a koordinace: Katarzyna Marska(Gronowo), Alice Robová(Praha), Hartwig Grasse a Mathias Freitag (Regensburg)
2
Náš tým projektantů
Autor: Zuzana Pikorová
3
Obsah
Předmluva 1.
Srovnání geocentrického a heliocentrického názoru
9
1.1.
Vysvětlení geocentrického názoru
9
1.2.
Vysvětlení heliocentrického názoru
10
1.3.
Přechod od geo- k heliocentrickému názoru
12
1.4.
Srovnání obou názorů
13
2.
Představy o vesmíru v antice a ve středověku
14
2.1.
Dějiny kosmologie / astrologie v přehledu
14
2.2.
Aristoteles
14
2.2.1
Život Aristotela
14
2.2.2.
Učení a spisy Aristotela
15
2.2.3.
Důsledky učení a filozofie Aristotela
15
2.2.4.
Aristotelův pohled na vesmír
17
2.3.
Aristarchos
18
2.4.
Ptolemaios
20
2.5.
Kosmologie středověku
23
3.
Rozvoj v náboženském, filozofickém, kulturním a uměleckém
25
myšlení v období renesance 3.1.
Renesance jako přechod mezi středověkem a novověkem
25
3.2.
Rudolf II. - panovník renesance v Praze, mecenáš umění hudby
27
a vědy 3.3.
Renesance a umění
34
3.4.
Renesance a náboženství
36
3.5.
Renesance a filosofie
39
3.6.
Renesance a zábava
42
3.7.
Renesance a literatura
44
3.8.
Renesance a ženy
46
3.9.
Renesance a přírodní vědy
47 4
4.
Koperníkova představa o vesmíru
48
4.1.
Život Koperníka
49
4.2.
Koperníkův heliocentický pohled na vesmír
51
5.
Keplerova představa o vesmíru
55
5.1.
Keplerův profesní životopis
55
5.2.
Kepler v Praze
58
5.3.
Kepler v Řezně
63
5.4.
Kepler v Zaháni u Valdštejna
66
6.
Aplikace Keplerových zákonů v satelitní technice v současnosti
70
6.1.
Vysvětlení tří Keplerových zákonů
70
6.2.
Důkaz druhého a třetího Keplerova zákona s pomocí rotačního
75
impulsu a Newtonova gravitačního zákona 6.3.
Základní výpočty k satelitní technice
78
6.3.1.
Výpočet zemské hmotnosti
78
6.3.2.
Těleso na oběžné dráze – výpočet 1. kosmické rychlosti satelitu
79
ve výšce 130 km včetně doby oběhu 6.3.3.
Výpočet 2. kosmické rychlosti – rychlost úniku z gravitačního
82
pole Země 6.3.4.
Spojovací manévr vesmírných těles na oběžné dráze
82
6.4.
Přehled typů satelitů a jejich využití
84
6.5.
Použití geostacionárních satelitů
86
6.5.1.
Vysvětlení pojmů
86
6.5.2.
Nasazení METEOSATU, jako satelitu na geostacionární
87
oběžné dráze 6.5.3.
Výpočet dráhy pro geostacionární družice (METEOSAT)
88
6.6.
Využití satelitů na polární oběžné dráze
90
6.6.1.
Vysvětlení pojmů
90
6.6.2.
Nasazení MetOp-A, jako satelitu na polární oběžné dráze
92
6.6.3.
Výpočet oběžné dráhy MetOp-A kolem Země
93
5
7.
Vliv Koperníka a Keplera na způsob myšlení postmoderního
95
člověka v souvislosti s poznatky získané pomocí techniky diskusní příspěvky jednotlivých skupin z Gronowa, Prahy a Řezna 7.1.
Polská skupina z Gronowa
95
7.2.
Česká skupina z Prahy
96
7.3.
Německá skupina z Řezna
98
6
Předmluva Státní vyšší odborná škola a střední odborná škola v Regensburgu, vzdělávací centrum v Gronowu u Toruně a estetické gymnázium v Praze jsou partnerské školy. Naše partnerské školy se dohodly, že vypracují společný nadnárodní projekt. Základem Keplerových studií byly poznatky Koperníka, který se narodil v Toruni. Kepler vědecky pracoval v Praze a během zasedání parlamentu se zdržoval v Regensburgu. Dvorní astronom a dvorní matematik zemřel v Regensburgu. Tím se přímo nabízela společná projektová práce v jejímž centru je Koperník a Kepler. Podnětem pro projekt bylo také to, že se Regensburg ucházel o zapsání do kulturního dědictví UNESCA. Městem UNESCA se stal Regensburg stejně jako Toruň a Praha. Projekt také podpořil odbor kultury města Regensburgu. Při zpracovávání tématiky jsme se dozvěděli, že již v období renesance existovala živá výměna vědeckých poznatků bez ohledu na národní hranice a tato výměna sloužila všem národům. Ve vědě byli národní hranice vždy propustné a tak to má také zůstat v budoucnosti. Naší účastí na nadnárodní projektové práci jsme to mohli pocítit na vlastní kůži. V minulosti se často ve vztazích zdůrazňovaly odlišnosti, což omezovalo spolupráci mezi národy. Náš projekt má naopak ukázat to, co mají všechny tři země společné v oblasti kultury, historie, náboženství, vědy a techniky. Společným základem všech tří zemí je západoevropská kultura. Aby projekt nezůstal pouze v minulosti, pokusili jsme se exemplárně ukázat, že vědecké poznatky Koperníka a Keplera jsou součástí informační a komunikační technologie současné doby, čímž se opět setkává minulost s přítomností. Naučili jsme se rozpoznávat a tolerovat kulturní, jazykové a sociologické rozdíly ve srovnání mezi našimi národy a s nimi související těžkosti. Pokusili jsme se také najít vlastní řešení k překonávání těchto těžkostí. Práce v takovémto transnacionálním týmu vyžadovala od nás účastníků ze všech tří zemí flexibilitu a mobilitu, tolik žádanou v dnešní Evropě. Částečně nás připravila na naše případné pozdější mezinárodní pracovní nasazení. Tato flexibilita se projevila v přípravných pracích v Gronowu u Toruně a také při setkáních v Praze a Regensburgu. Tato práce má být příspěvkem k znovuobjevení historických spojení mezi Německem, Polskem a Českem a podporou integrace všech tří zemí do Evropské Unie a má být jedním ze stavebních kamenů našeho společného evropského domu. Výsledky naší společné transnacionální práce budou zveřejněny na domovských stránkách našich partnerských škol. 7
Nesplňujeme touto prací nároky vědeckých exaktních prací. Případné věcné chyby a snad také slabé stránky našeho projektu budiž nám prominuty. Také jsme se snažili doložit všechny prameny. Pokud jsme něco přehlédli, prosíme všechny autory těchto pramenů o velkorysý a shovívavý přístup. Říjen 2007 Tým studentů z projektové skupiny
8
1. Srovnání geocentrického a heliocentrického názoru 1.1. Vysvětlení geocentrického názoru Podle geocentrického názoru stojí kulatá Země (řecky geokentriko) ve středu Vesmíru. Všechna ostatní nebeská tělesa (Měsíc, Slunce, planety) obíhají okolo Země v různých zevnitř ven soustředně řazených oběžných drahách (průhledných koulích). Po vnější dráze obíhají stálice. Geocentrický názor byl zaveden ve starověku v Řecku. Vedle dalších řeckých vědců jako Hipparchos z Nikai nebo Aristoteles, byl Ptolemaios nejdůležitější a nejvlivnější zastánce geocentrického světonázoru. Často se také mluví o ptolemaiovském světonázoru. Tento systém vychází z toho, že Země je ve středu a planety se pohybují kolem po kruhových drahách a mělo se za to, že všechna tíže směřuje do středu a tak se vysvětluje gravitace. Slunce a ostatní planety byly z jakéhosi „pátého prvku“. Ptolemaios zkonstruoval k ještě přesnější předpovědi drah planet rozšířený systém, v němž dráhy planet na epicyklu s epicyklem splývají; propočty uvnitř tohoto modelu byly velmi komplikované. (V heliocentrickém názoru Keplerově jsou epicykly zbytečné). Křesťanské církve (nejenom římsko-katolické) ve středověku převzaly a obhajovaly tento systém. Koperník a Kepler dokazovali, že geocentrický názor byl překonán a zavádějí (matematicky) lehčeji použitelný heliocentrický názor, který byl podle Newtonovy gravitační teorie dobře vysvětlitelný.
9
Poté co byla objevena stavba a rotace mléčné dráhy, bylo jasné, že také Slunce nemůže být středem vesmíru. Přírodovědnými metodami je absolutní střed vesmíru nezjistitelný.
1.2. Vysvětlení heliocentrického názoru Heliocentrický názor (Koperníkův) je opakem geocentrického. Podle něj stojí Slunce ve středu Vesmíru. Slovo „heliocentrický" pochází z latiny: helios = slunce; kentron = střed. Stará Indie Z pokusů vysvětlit Vesmír vznikly platné světonázory. Nejstarší doklad názoru, že Slunce tvoří střed a Země se pohybuje, se vyskytuje ve vedských sanskrtových textech (Indie 9. – 8. st. před K.). Astronomický text Shatapatha Brahmana: „Slunce řadí tyto světy – Zemi, planety, atmosféru - na stejnou úroveň.“ Staré Řecko Aristoteles, nauka Pythagorejců (4. století): „Ve středu (říkají Pythagorejci) je oheň a Země je jedna z hvězd, vytváří noc a den, tím, že se kruhově pohybuje kolem středu.“ Islámský svět V Koránu (Sure 36) stojí: 38. Slunce spěje k cíli. To je rozhodnutí Všemohoucího a Vševědoucího. 39. Pro Měsíc jsme určili fáze až je zase úzký a křivý jako stvol starého datlového květu. 40. Ani Slunce nesmí Měsíc na jeho dráze dostihnout, ani noc nesmí den předběhnout. Každé nebeské těleso se vznáší na své dráze.
10
Evropa v renesanci Koperník oživil v 16.st. heliocentrický názor formou, která souhlasí s probíhajícími pozorováními a odstranil problém zpětného pohybu planet. Někteří renesanční vědci dokazovali, že se v důsledku pohybu Země ve vesmíru pohybují předměty na Zemi a přitom létají ve vesmíru a odmítají heliocentrický světonázor. Náboženství a heliocentrický názor Už v době Aristarcha byl heliocentrický názor posuzován jako „antináboženský.“ Toto téma bylo skoro 2000 let bezvýznamné. Konečný výrok o systému ve formě čistě matematické hypotézy zveřejnil Koperník 1543. Platil návrh, že vyučování této nauky má být zakázáno, což ale nebylo prosazeno. Časem se ale stala církev hlavním odpůrcem heliocentrického názoru. Geocentrický kompromis byl systém Tychona Braha, v němž Slunce krouží kolem Země – zatímco jako v Koperníkově systému – ostatní planety krouží kolem Slunce.
Planety Slunce Země
stálice
11
Moderní pohled: Od sluneční soustavy ke galaxiím Heliocentrický názor není vhodný. V průběhu 18. a 19.st. byl status Slunce jako hvězdy zřejmý; ve 20.st., ještě před objevem, že existuje více galaxií, to bylo již jednoznačné mínění. Planety se přitahují navzájem a způsobují poruchy drah, takže Keplerem prosazované eliptické dráhy planet jsou jen výpočetní povahy a použitelné v družicové technice. Planety se pohybují a také Slunce okolo tzv. Barycentra sluneční soustavy (střed sluneční soustavy).
1.3. Přechod od geo- k heliocentrickému názoru V 16.st. zvolil Koperník Slunce místo Země středem Vesmíru, zachoval ale kruhové dráhy, proto nebyly výpočty přesné. Tycho Brahe zamítl z tohoto důvodu znovu nápad se Sluncem ve středu. Kepler uvedl později eliptické dráhy, které byly odvozeny z měření Tychona Braha, a tím se heliocentrický názor prosadil. Koperníkův systém byl napaden církví a později dán na index. Galileo Galilei podporoval nový názor a odhalil s pomocí sestrojeného teleskopu, že ne všechny planety krouží kolem Země. Koperníkův názor je rozvinutím Ptolemaiova názoru. Teorie se Sluncem ve středu a elipsovitými drahami rušil starý názor. Díky heliocentrickému názoru se podařily Keplerovi a Newtonovi důležité objevy, které měly průkopnický význam pro satelitní techniku. Podklady Tychona Braha pomohly Keplerovi zjistit, že planety s nekonstantní rychlostí obíhají kolem Slunce po elipsovitých drahách. Pomocí Isaaka Newtona byly vysvětleny Keplerovy zákony. Ukázal, že mezi planetami působí přitažlivost a tím jsou také určovány oběžné dráhy. Tato síla mezi planetami je všeobecně označována jako gravitační zákon.
12
1.4. Srovnání obou názorů Geocentrický
Heliocentrický
Země je středem vesmíru
Slunce je středem sluneční soustavy
Všechny planety se pohybují s výjimkou
Planety se pohybují kolem Slunce
Země Planety se pohybují po kruhových
Planety obíhají Slunce po elipsovitých
drahách
drahách
Nebeská tělesa se pohybují
Rychlost nebeských těles je závislá na
rovnoměrnou rychlostí
vzdálenosti od Slunce
Země se nepohybuje
Také Země se otáčí kolem Slunce a kolem vlastní osy Jednotlivá souhvězdí mají své měsíce, které je obíhají Přitažlivost mezi planetami způsobuje, že neopustí své dráhy
13
2. Představy o vesmíru v antice a ve středověku 2.1. Dějiny kosmologie / astronomie v přehledu 322 př. K.
Aristotelův geocentrický názor
270 př. K.
Aristarchův heliocentrický názor
178 po K.
Ptolemaiův geocentrický názor
1543
Koperníkův moderní heliocentrický názor
1572
Tycho de Brahe srovnání geo- a heliocentrického názoru
1619
Keplerův heliocentrický názor – Keplerovy zákony
1629
Galileův heliocentrický názor, dalekohled
1687
Newtonův důkaz Keplerových zákonů, gravitace
2.2. Aristoteles Narozen 384 př.K. v Stageiře / Makedonie; zemřel 322 př.K. v Chalkis / Euboa. Je vedle svého učitele Sokrata a Platona nejvýznamnějším filozofem. Byl kromě toho i důležitým přírodovědcem, jeden z nejvýznamnějších myslitelů západních duchovních dějin, početných disciplin, které sám založil nebo podstatně ovlivnil. Kvůli svému původu byl Aristoteles nazýván také „Stagirit“.
2.2.1. Život Aristotela 384 př.K. se narodil ve Stageiře jako syn Nikomachosův. Jeho otec byl osobním lékařem na dvoře krále Amyntase II. v Makedonii. V roce 367 př.K. v 17 letech vstoupil Aristoteles do Platonovy akademie v Aténách, kde studoval, později i učil. Strávil tu 20 let. 347 př. K. zemřel Platon. Vedení Akademie nepřevzal nadaný Aristoteles, ale Platonův synovec Speusippos. Aristoteles odešel do Assosu – města v Malé Asii. Následoval tím pověst Hermia z Atarnea. Ten byl také Platonovým žákem a zároveň vazalem perského krále. Na radu Hermia se oženil s neteří a adoptivní dcerou Pythie a založil v Atarneu školu. Od r. 342 – 336 př.K. vyučoval Aristoteles syna makedonského krále Philippa II. – Alexandra Velikého. 14
335 př.K. se vrátil zpět do Atén a založil si vlastní školu (Lykeion). Rozhovory mezi učiteli a žáky se odbývaly při vycházkách na pozemcích lycea, proto bylo později nazváno „peripatos“ (kráčející škola). Fungovala do r. 40 n.l. a vycházely z ní filozofické směry Peripatetiků. 323 př.K. opustil Aristoteles Atény, kde po Alexandrově smrti získala převahu protimakedonská strana a Aristoteles byl nařčen z bezbožnosti. Utekl na svůj statek do Chalkisu, rodného místa jeho matky. Zde také následujícího roku zemřel. 2.2.2. Učení a spisy Aristotela Druhy děl Aristoteles se zabýval četnými vědeckými oblastmi, které se již s dnešními označeními nekryjí. Převážně vědami teoretickými, praktickými a poetickými. ¾ Teoretická věda – sem spadá fyzika a metafyzika. ¾ Praktická věda – Aristotelova etika a politika. ¾ Poetická věda – sem patří spis Poetica, kde jde výhradně o básnění. ¾ Dalším důležitým dílem jsou metafyzické vědy, které se týkají logiky. Ústřední metodologické prvky Aristotelovy Aristoteles vyšel z konceptu jednotlivých věd jako samostatných disciplin, na rozdíl od Platona, který spojoval všechny lidské vědy do vědecké jednoty. Aristoteles se opíral o empirické zkoumání. 2.2.3. Důsledky učení a filozofie Aristotela Výklad v antice Ve srovnání s Platonovou naukou měla Aristotelova filozofie na jeho škole daleko menší vliv, Aristoteles neužíval úcty, která by byla srovnatelná s Platonem u Platoniků. Peripatetikové se zajímali především o přírodovědu, zabývali se také etikou, naukou o duši a teorií státu. Teprve v 1.st. př.K. se postaral Andonikos z Rhodosu o sebrání naučných spisů (přednášek) Aristotelových. Tato díla byla částečně přístupná veřejnosti, byly to přednášky věnované právě jí.
15
Neoplatonikové se v pozdní antice velkým dílem zasloužili o rozšířené zachování Aristotelovy pozůstalosti tím, že převzali jeho logiku, komentovali ji a integrovali její systém. Protože Aristoteles byl toho názoru, že Vesmír je nedokonalý a pomíjivý a pochyboval o nesmrtelnosti duše, nebyl u duchovních otců křesťanství oblíben. Výklad ve středověku V Byzantské říši raného středověku nebyl Aristoteles uznáván. Jeho vliv byl spíše nepřímý, byl převzat částečně mnohými neoplatonickými autory. Proto byly jeho myšlenky s myšlenkami novoplatoniků spojovány. Hlubší a širší bylo jeho působení v islámském světě v protikladu a pozdní antice v evropském raném a středním středověku. Aristotelova díla byla již v 9.st. přeložena do arabštiny. Prolnutím novoplatonických a Aristotelových idejí se věřilo, že nauky jsou shodné. Až do 12.stol. byla rozšířena jen malá část Aristotelova díla – 2 díla o logice, která jsou základem pro vyučování logiky. Úzké ohraničení se změnilo při širokém překladu ve 12. a 13. století. Chybějící díla byla k disposici v latině. Postupně byly doplněny všechny zbylé spisy. Také komentáře byly přeloženy. Během 13. století se staly Aristotelovy knihy učebnicemi univerzit. Komentáře Alberta Magna byly ukazateli, učebnice byly tehdy označovány jako neomylné. Vědecké teorie byly užívány na bázi hierarchicky řazeného systému. Neprávem byly přisuzovány novoplatonické spisy Aristotelovi a tím byl celkový obraz jeho filozofie zkreslován. Výklad v novověku V renesanci byly humanisty zhotoveny nové, snadněji čitelné překlady do latiny a začaly se číst řecké originály. Renesanční učenci se pokusily smířit platonická a aristotelovská hlediska s katolickou teologií a antropologií. Od 15. století bylo možné
16
se v protikladech platonismu, aristotelismu a katolicismu, dozvědět více, protože existoval lepší přístup k pramenům. Teprve v 17. století prorazila novým vědeckým pojetím aristotelovsko-scholastická tradice. Jen v biologii se mohla aristotelovská pojetí udržet do 18. století. V 19. století začalo moderní bádání se souborným vydáním Berlínské akademie. Podle jejich údajů je dodnes Aristoteles citován. 2.2.4. Aristotelův pohled na vesmír Podle Aristotela byla nebeská tělesa připevněna na krystalových koulích. Střed koule měla být Země. Koule se pohybovaly konstantní rychlostí po ideálních kruhových drahách. Nemohl ale vysvětlit, proč při pohybu planet např. Marsu je možné pozorovat dvojitou dráhu před hvězdným pozadím. Nebyly vysvětleny ani rozdíly ve světelnosti. Autor: Krön Kathrin Prameny: http://de.wikipedia.org/wiki/heliozentrisches_Weltbild http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a6/Tychomian_system.svg http://de.wikipedia.org/wiki/Aristoteles Unterlagen von Herrn Grasse Physikreferat von Florian Albrecht Deutschreferat von Philipp H. Schmälzle Disziplingeschichte und Forschungsansätze in der Geographie 1998/1999
17
2.3. Aristarchos Aristarchos žil zřejmě v letech 281 - 264 př.n.l. Byl to řecký matematik a astronom, ale zabýval se také peripatetickou filozofií, která rozvíjela a bránila Aristotelovy myšlenky. O jeho životě nemáme prakticky žádné údaje, neboť všechny jeho spisy byly později zničeny nebo ztraceny. Jisté je Aristarchovo rodiště, kterým se stal ostrov Samos ležící u pobřeží Malé Asie. Tato oblast byla takzvanou ,,líhní géniů''. Pocházeli odtud první řečtí filozofové, kteří přestali věřit starým mýtům a pokoušeli se objasnit, jak vesmír doopravdy vypadá a funguje. Patří sem například Filolaos a Hiketas, ale i slavný matematik Pythagoras. Většinu svého života prožil Aristarchos v Alexandrii. Alexandrie byla tehdejším duchovním centrem východního Středomoří. Za vlády Ptolemaiovců se stala také hlavním centrem antické vědy a vzdělanosti, měla nejlepší knihovny starověku a pěstovaly se zde přírodní vědy. Aristarchos byl prvním velkým astronomem alexandrijské školy, ale jeho teorii známe jen z knih ostatních autorů, např. Archiméda, Plútarchose nebo Sextuse Empirikuse. Aristarchos jako první učinil odhad poměru velikostí Země a Měsíce a došel k závěru, že Měsíc je asi třikrát menší a Slunce sedmkrát větší než Země. Tato čísla jsou sice nepřesná, ale metoda kterou použil, byla správná. Dále našel důmyslnou metodu, jak zjistit poměr vzdálenosti Země a Měsíce. Vidíme-li totiž osvětlenou právě polovinu Měsíce, znamená to, že Měsíc a Slunce leží na vrcholech pravoúhlého trojúhelníka. Dokonce byl podle Vitruvia a jeho díla ,,O architektuře'' vynálezcem mnoha složitých strojů a také komplexnějších slunečních hodin. Aristarchovi je připisováno sestrojení pomůcky skafé, kterou měřil úhel dopadu slunečních paprsků. Podle Censorina zavedl pojem Velký rok (annus magnus), který se rovnal 2484 rokům. Kolem roku 270 př.n.l. šokoval své současníky heliocentrickým modelem naší soustavy. Systém předpokládal, že Země není středem vesmíru, ale je jím nehybné Slunce a ostatní planety včetně Země kolem něho obíhají. V té době bylo známo pět planet, které se pohybovaly nerovnoměrně a někdy dokonce zastavovaly a několik dní "couvaly ''. Přestože se astronomové snažili tento proces více než sto let rozluštit, odpověď jim poskytnul právě až Aristarchův systém. Za své myšlenky byl Aristarchos obžalován pro bezbožnost. Jeho myšlenky, že vesmír je nekonečný, Země oběhne kolem Slunce jednou za rok a kolem své vlastní osy se otočí za den nebo že hvězdy jsou jen jiná Slunce, vzbudily v tehdejší společnosti obrovské pohoršení. Ačkoliv byly jeho názory mnohem správnější než 18
jiné tehdejší teorie, neměl pro ně dostatečné důkazy.Ty našel teprve babylonský učenec Seleukos a roku 150 př.n.l. je zdůvodnil fyzikálně i matematicky. O znovuobjevení myšlenkek Aristarcha ze Samu se příčinil až polský astronom Mikuláš Koperník (1473 - 1543). Proto bývá někdy Aristarchos nazýván ''Koperníkem starověku''. Astronomické představy středověku byly totiž založeny na domněnce, že Země je nehybným středem, kolem něhož krouží celá nebesa. Zásluhou Koperníka byla tato myšlenka vyvrácena. Její místo zaujala jasně a důkladně promyšlená teorie, která vychází z předpokladu, že Slunce je hvězdou mezi hvězdami, Země kolem něj obíhá a ještě se otáčí kolem své vlastní osy. Křesťanská církev ale tuto myšlenku odmítala, a proto Koperníkovo dílo "O obězích nebeských sfér“, vyšlo teprve v roce jeho smrti, tj. 1543. Autoři: Michaela Mejdrová, Karolína Sovová Prameny: STORING, Hans Joachen – Malé dějiny filozofie, Praha 1993, Zvon HAŠKOVEC Vít, MULLER Ondřej – Galerie géniů, 1999, Albatros Ottův slovník naučný http://cs.wikipedia.org/wiki/Aristarchos_ze_Samu
19
2.4. Ptolemaios Ptolemaios byl řecký astronom, matematik, astrolog, filozof, hudební teoretik a zeměpisec. Narodil se 87 n.l. pravděpodobně v Horním Egyptě a zemřel o 70 let později. Jeho jméno dokazuje, že byl Egypťan řeckého původu a jméno Claudius svědčí o římském občanství. Ve svých pracích často zmiňuje Alexandrii. Ptolemaios měl výjimečné matematické schopnosti, ale byl zběhlý i v dalších oborech. Jeho myšlenky a metody přetrvaly více než 5 století. Jeho práce nasvědčuje tomu, že se pokoušel o encyklopedii užité matematiky. Ve 13 knihách napsal pojednání o matematice a astronomii. Dílo se jmenuje Mathematike Syntaxis. Latinský překlad pod názvem Constructio mathematica se objevilo v Basilei roku 1538. Dnes známe dílo pod názvem Almagest (odvozeno od arabského al-Majisī). Zabývá se zde hvězdami, pohybem slunce, měsíce, planet. Upřesňuje geocentrický světonázor vytvořený Hipparchem. Podle Almagestu bylo možné vypočítat polohu nebeských těles. Země se podle Ptolemaia nachází ve středu vesmíru a všechna nebeská tělesa se pohybují kolem Země.Byl tedy zastáncem geocentrického názoru. Zavedl epicyklickou teorii. Na základě této teorie se pokusil vysvětlit zpětný pohyb planet.
Zobrazení ukazuje princip modelu podle Ptolemaia. Planeta se pohybuje po malé kružnici(epicyklu), který se zase pohybuje po velké kružnici(deferent).(Quelle siehe unten) Tento model je ještě v souladu s aristotelskou fyzikou.
20
Oběžná dráha planety podle epicyklické teorie
Od Hipparcha von Nicäa převzal Ptolemaius názor o excentrické poloze deferentu. Navíc používá vzhledem k odlišným oběžným rychlostem planet ještě vyrovnávací bod. Odtud se zdál pohyb planet opět vyrovnaný.
Země je obklopena šesti sférami, ve kterých se pohybují Měsíc, Slunce a pět tehdy známých planet a hvězdy. Všechna tato nebeská tělesa se pohybují v kruhových drahách, kdy je v centru Země. Aby mohl toto pozorování komplikovaných drah sladit s tímto systémem, přiřadil např. jednotlivým planetám na kruhové oběžné dráze další malé kružnice, na kterých se planety pohybují (epicykly) a částečně ještě další dráhy kolem těchto drah. Při použití více než 80 drah mohl Ptolemaius svůj model se svými pozorováními poměrně přesně sladit . Základy jeho matematického systému k propočtu velikosti planet - a tedy také velikosti celého tehdejšího kosmu - představuje Ptolemaios ve svém díle Almagest. Toto dílo vymezuje vzájemné materiální sféry a představuje kosmos jako do sebe včleněný systém, jehož rozlohu lze spočítat. Ptolemaiova výpočetní metoda byla preciznější než Keplerovy první výsledky, ale z filozofického hlediska, že se planety pohybují kolem Země, naprosto špatná. Ptolemaiovy matematické triky, které použil k vysvětlení pohybů planet, se staly po Keplerových zjištěních, že planety se pohybují po elipsách, zbytečné. Ptolemaios chápal elipsovité dráhy planet jako překrývání kruhových drah. Je třeba říci, že Ptolemaiuv názor na vesmír (Země je středem vesmíru) byl v souladu s náboženskými představami středověku. Jeho systém byl v souladu s biblí. Tento světonázor byl až do Koperníkovy doby (1514) církví vehementně obhajován. Následující Ptolemaiův spis „Geographike Hyphegesis“ (zeměpisný úvod), byl napsán v 8 dílech. Pro tehdejší výzkumy byl stejně důležitý jako Almagest pro 21
astronomii. Autor se snažil představit tehdy známý svět. Až do 19.století byl Ferův meridian definován jako zeměpisná délka (+/- 180 °), jeho definice zeměpisné šířky (rovník 0°, póly +/- 90 °). Kromě toho vyslovuje hypotézu o neznámém jižním kontinentu Terra Australis. Bylo mu známo, že Země má tvar koule. Použil projekce plochy koule do roviny pro své mapy. Jeho informace ale byly často nepřesné, mnohdy získávané zprostředkovaně. Zabýval se Eratosthenovými a Poseidonionovými výpočty zemského obvodu. Chybné výsledky (17.000 námořních mil, 30.000 km) se dostaly do známé literatury. Ve svém díle měl Ptolemaius přes 8000 zeměpisných jmen z Afriky, Asie a Evropy. Další zajímavé dílo byla „Optika“. Pojednává o vlastnostech, odrazu a lomu světla a barvách. Ve třídílné „Harmonii“ se zabývá také hudbou. Je to nepochybně nejvýznamnější hudebně teoretické dílo pozdní antiky. Dnes jsou vědecké výsledky Ptolemaiovy kritizovány. Jsou mu podsouvána falešná a fingovaná pozorování, předpojatá mínění a plagiáty. Autor: Arkadiusz Lewandowski Prameny: http://www.logonia.org/index.php/content/view/14/2/www.wikiedia.pl http://www.wiw.pl/Astronomia/a-ptolemeusz.asp http://www.geoforum.pl/pages/index.php?page=geo_sw_2&id_catalog_text=92 http://www.copiszczywsieci.net.pl/kat/almagest/1/showsources/ http://www.ziemiaznieba.pl/file/index.php?strona=podroznicy.&&grup=oziemi. http://jawsieci.pl/fachowo/wszechswiat/ http://de.wikipedia.org/wiki(Claudius_Ptolem%C3%A4us http://www.k.shuttle.de/k/hoelderlin-gymnasium/fahrten/cesveu97/michael.html http://de.wikipedia.org/wiki/Epizykeltheorie http:/de.wikipedia.0rg/wiki/Almagest Jan Gadomski, Poczet wielkich astronomów, Wydanie II rozszerzone, Warszawa1976
22
2.5. Kosmologie středověku Kosmologie středověku, tedy obraz světa a jeho stavbu tvořil do sebe uzavřený Kosmos. Díla Platonova, Aristotelova a Ptolemaiova k tomu položily základy. Že Země se nepohybuje se udrželo až do pozdního středověku. Kolem Země se vyskytovaly tři nebeské sféry, po nich přicházely sublunární sféry prvků, které nesly planety. V již neviditelných okrajových sférách bylo předpokládáno, že sídlí Bůh. Kosmos byl rozdělen do sublunárního světa a nad ním ležících nebeských sfér. Svět byl tvořen čtyřmi sférami prvků (země, voda, vzduch, oheň). Poznatky portugalských námořníků, objevy nového kontinentu a obeplutím světa byl od 15.století dosavadní zeměpis překonán. Giordano Bruno pochyboval na konci 16.st. o ohraničenosti nebeských sfér. Středověký obraz kosmu působil až do 19.st. (jako nauka o geometrii a kinematice vesmíru). V roce 1900 bylo zabývání se fyzikou nebeských těles nedůležité. Prameny středověkého světonázoru V průběhu středověku byl uvedený světový názor akceptován také islámem. Od pozdní antiky byl názor ve východních zemích orientován podle výpovědí svatých knih. Překlady z 12. a 13.st. se podařilo dostat rukopisy Aristotelovy a Ptolemaiovy do povědomí latinského západu. Kosmologie byla dokládána přírodní filosofií. Aristoteles a Ptolemaios předložili různé modely pohybu planet, což vedlo k diskusím. Pohyb planet na nebi není stejný a nemůže být vysvětlován na základě jedné neměnné sféry. Zatímco Aristoteles přijal dodatečně pohyblivé podsféry platných drah planet, vycházel Ptolemaios z modelu epicyklů.
23
Nebeské dráhy Nebeské dráhy byly příčinou filosofických diskusí, protože neexistoval žádný spojovací model. Už v pozdní antice byla tato představa o drahách planet: na první dráze se nacházel Měsíc, na druhé Slunce, pak spodní planety, po nich horní planety a poslední byly podle Platona dráhy stálic. Z bible odvodili učenci dvě další dráhy, kristalovou (sídlo požehnaných a svatých) a desátou – Empyreum – sídlo Boha a andělů. Sublunární sféry Pod drahou Měsíce byly domněle čtyři další: země, vody, vzduchu a ohně. Evropa, Afrika a Asie tvořily celek a jediný díl Země, který vznikl z vody. Jerusalem byl ve středu, aby se mohla obydlená oblast kruhově formovat (z náboženských důvodů). Že je Země dělena dvěma oceány na 4 díly, byl názor Kartese z Mallosu. Mělo se za to, že tyto oceány jsou nepřekonatelné, tudíž bylo nemožné, aby ostatní díly byly obydleny, lidé pocházeli od Adama a také Ježíš byl v ekumeně – obydlené oblasti. Ostatní museli být pohané a to nemohl být záměr boží. Vedle zeměpisného dělení oceány byla Země dělena do klimatických zón. První model se skládá z 5-ti zón od severního po jižní pól. Neobydlená severní polární zóna, mírná zóna, opět neobydlená rovníková zóna, opět mírná a jižní polární zóna. Na druhé straně byla obydlená část dělena do sedmi nebo i více zón, které měly v zeměpisné šířce stejné vzdálenosti nebo se dělily pomocí astronomických skutečností – nejdelší den v roce. Oba modely byly převzaty z antiky.
Autor: Kathrin Krön Prameny: http:// wikipedia.org/wiki/Kosmologie_des Mittelalters
24
3. Rozvoj v náboženském, filozofickém, kulturním a uměleckém myšlení v období renesance 3.1. Renesance jako přechod mezi středověkem a novověkem V období renesance bylo znovuobjeveno a dále rozvíjeno duševní bohatství antiky. Hovoříme o znovuzrození ducha antiky. V centru stál člověk /humanismus/. Studium jazyků, literatury, historie, filozofie, vědy a kultury se rozvíjelo pokud možno nezávisle bez náboženských souvislostí.Tato epocha byla určitým protikladem ke scholastice, která očekávala od vědy nějaké důkazy pro náboženskou víru.Tato doba je považována za osvobození individua od středověkých představ, za přechod k novému modernímu vědeckému obrazu světa, jako počátek novověku. Umožňuje přechod k pluralistické, tolerantní, liberální společnosti. Byl zdůrazňován člověk jako jedinec. Došlo k přerušení univerzální jednoty duševní a světské vlády. Renesance byla epochou kulturního vývoje Evropy projevující se ve všech složkách kulturního života. Byla přímým důsledkem rozvoje výrobních sil. Její základnou byl hospodářský vzestup evropských měst a společenský nástup měšťanstva a jeho přeměna v buržoazii. Období renesance (slovo pochází z francouzštiny a znamená „znovuzrození“) v Evropě za Alpami je vymezováno léty 1490-1560. Renesance Obrázek Lucie Eliášové
vznikla v Itálii a tam se vyhranil i renesanční
sloh. Nerovnoměrnost ekonomického vývoje v různých evropských zemích podmínila i nerovnoměrnost v rozvoji renesance. Období renesance (slovo pochází z francouzštiny a znamená „znovuzrození“) v Evropě severně od Alp je vymezováno léty 1490-1560. Renesance vznikla v Itálii a tam se vyhranil i renesanční sloh. Nerovnoměrnost ekonomického vývoje v různých evropských zemích podmínila i nerovnoměrnost v rozvoji renesance. 25
Změnu paradigmat způsobilo mimo jiné také dobytí Byzancké říše Turky ve 13. a 14. století. Po dobytí Konstantinopole 1453 přišli odtud do Itálie učenci a přinesli ssebou vědění řecké kultury, které zde bylo skoro 1000 let zakonzervováno. Došlo k novému zvědečtění myšlení, spojeného s matematizací fyzikálního světa. Jak již bylo uvedeno, již v antice existovaly dohady o struktuře vesmíru a zcela jistě existovaly již v antice představy o heliocentrickém pohledu na svět. Na této živné půdě znovuzrození antiky mohl Koperník, jakož i Kepler rozvíjet, budovat své heliocentrické teorie pohledu na vesmír a pomoci jim prorazit. Kepler se stal vrchním dvorním matematikem na dvoře Rudolfa II. v Praze a tam se také zabýval Koperníkovým heliocentrickým pohledem na svět. Liberální postoj Rudolfa II. k vědě a náboženství umožnil Keplerovi svobodně vědecky pracovat na své heliocentrické teorii vesmíru a dále ji matematicky rozvíjet. Pomohla mu také záliba Rudolfa II. k astrologii. Abychom zdůraznili význam Rudolfa II. pro Keplera, zabýváme se tímto panovníkem poněkud podrobněji. Současně je jeho autobiografie zrcadlem renesance, která vystihuje dvorský život Vlastní výtvarná díla, které zde představujeme a předváděná hudební díla z období renesance, ukazují náš pohled na duševní postoje v období renesance.
26
Obrázek Kristýny Orságové
3.2. Rudolf II. (1552-1612) – panovník renesance v Praze a mecenáš umění, hudby a vědy Rudolf II. byl císařem Římské říše, králem rakouským a králem českým. Rudolf II. se do našeho povědomí spíše zapsal jako sběratel a mecenáš různých významných i méně významných umělců z celého světa, ale o tom, jakou vedl politiku a život se moc nemluví. Většina lidí si Rudolfa II. představuje jako břichatého postaršího pána, který vedl bezstarostný život, trpěl depresemi a byl tak trochu blázen, ovšem skutečnost je jiná. Rudolf II. Habsburský se narodil jako syn císaře Maxmiliána II. a Marie Španělské 18. července roku 1552 ve Vídni. Rudolf měl osm sourozenců. Existuje jen pár zmínek o Rudolfově dětství. Největším problémem byla otázka náboženského vzdělání. Otec upřednostňoval liberálnější Vídeň, naproti tomu matka chtěla Rudolfa a jeho bratra Matyáše poslat do Španělska. A tak mezi roky 1563 a 157 byl Rudolf se svým bratrem Matyášem vychováván na dvoře svého strýce, španělského krále Filipa II. Jejich výuka se od té předešlé lišila zejména intenzitou a důrazem na nekompromisní katolicismus v náboženské výchově. 27
I výchova ve vladařských otázkách byla směřována bez prostoru pro vlastní myšlenky a úsudek. Madridský dvůr jako centrum ohromné říše byl nádherný a přepychový, všude jim byly vykazovány nejvyšší pocty, bylo s nimi jednáno jako s Filipovými syny, a tak nesměli chybět na žádné dvorské nebo církevní slavnosti. Cestovali hodně po celém Španělsku a seznamovali se s výkvětem Španělské aristokracie. I přesto tu chlapcům chyběla vídeňská srdečnost ve dvorských vztazích a vadila a omezovala je všudypřítomnost fanatického katolicismu i přítomnost vševládné inkvizice. Rafinovaná a sebevědomá dvorská kultura španělského dvora se jim zamlouvala a zároveň v nich vzbuzovala ostych, přerůstající nezřídka do pocitů méněcennosti. Jedna z pozitivních věcí, kterou si Rudolf ze Španělska přivezl byla láska k umění a obzvlášť láska k obrazům malíře Hieronyma Bosche, které sbíral také jeho strýc, Filip II. Španělský. Z dnešního hlediska byli tito dva muži nejvýznamnějšími sběrateli děl tohoto holandského mistra.
obrázek Michaely Mejdrové
obrázek Terezy Čtvrtečkové
Rudolfova a Matyášova návratu ze Španělska 23. srpna 1571 si málokdo všiml, a to díky svatbě Rudolfova strýce Karla Štýrského s kněžnou Marií Lotrinskou. Hostů i pouhých diváků se sjelo několik tisíc. Největší pozornost se soustředila na Rudolfa jako na budoucího následníka trůnu, ale díky španělské výchově byl Rudolf málomluvný, chladný a nadřazený nad ostatní dvořany. Maxmilián II. doufal, že až ve Vídni pobudou delší dobu, jejich chování se změní k lepšímu. U Matyáše se tak stalo, 28
ale Rudolfovi do konce života zůstala chladná povýšenost ve styku s lidmi, i když mnoho svědků tvrdí, že Rudolf měl dobrosrdečnou povahu. Roku 1572 byl v Prešpurku (dnešní Bratislava) korunován králem uherským. Jeho cesta na český trůn však trvala déle a byla komplikovanější. Čechy byly tehdy ze všech zemí monarchie nejvýznamnější a český královský titul měl ze všech titulů panovníka největší váhu. Po návratu z prešpurské korunovace svolal císař Maxmilián II. na leden 1573 sněm, na který, ale ze zdravotních důvodů neodjel, a tak do Prahy vyslal jako své plnomocníky a komisaře arciknížata Rudolfa a Matyáše. To zklamalo české stavy, kteří chtěli osobně jednat s Maxmiliánem. Výhrady měli stavové nejen k Rudolfovu katolictví, ale i k Rudolfově neznalosti češtiny. (Ta byla pro panovníky vídeňského dvora pouze okrajovým a nedůležitým jazykem.) Další sněm byl 3. února, kterého se již Maxmiliám zúčastnil osobně. Jednání sněmu se změnilo ve vleklá vyjednávání o svobodu náboženského vyznání, které vyústilo v Českou konfesi; tu byl Maxmilián nucen alespoň ústně potvrdit. Rudolfově korunovaci nic nestálo v cestě, pouze slib stavům, že se naučí česky a v době nepřítomnosti otce bude setrvávat v Praze. 22. září byl Rudolf slavnostně korunován. Ve stejném roce je Rudolf II. též zvolen (27. října) a korunován (1. prosince) i římským králem. Rudolf II. měl ve své politice pevný orientační bod: rovnováhu proti sobě stojících sil. Neharmonický okruh jeho poradců byl takto nejednotně vybrán zcela záměrně. Rudolf si uvědomoval, že převaha jedné z náboženských stran by ohrozila klid v říši. A klid v říši byl nejvyšší metou jeho domácí politiky. Už neusiloval jako jeho dědeček Karel V.o vyrovnání, prostě bral obě křesťanské víry jako dané. Měl nejraději, když vše bylo v souladu se status quo Augsburského náboženského smíru. Samostatné vlády se Rudolf II. Habsburský ujal v říjnu roku 1576 po smrti svého otce, po kterém též přijal císařskou hodnost. Během prvních let své vlády si Rudolf II. velmi oblíbil Prahu, kde často pobýval a roku 1583 přenesl císař Rudolf II. své sídlo definitivně do Prahy. Důvody jeho stěhování jsou nejspíše dva. Za prvé, Rudolf vždy považoval České království za nejpevnější základnu svého politického postavení a za druhé, poloha Prahy, která se narozdíl od Vídně nikdy nedostala do přímého ohrožení Turky, skýtala dobré východisko pro říšskou politiku.
29
Vládu Rudolfa II. přitom poznamenávala do jisté míry i jeho duševní choroba, která je podle mínění dnešních lékařů nejspíše kombinací maniodepresivní psychózy (či lépe a moderněji bipolární afektivní poruchy) a progresivní paralýzy. První příznaky duševní choroby se u císaře Rudolfa začaly objevovat někdy na počátku osmdesátých let 16. století, jde především o opakující se stavy deprese a apatie. Další prudký atak Rudolfova duševního onemocnění pak přišel v roce 1598 - stavy deprese a mánie se střídaly se záchvaty zuřivosti. V této době začali císaře politicky odepisovat i nejbližší příbuzní, což jeho duševní stav ještě více zhoršilo - začal u něj propukat stihomam, zvláštní obavy měl přitom z mocenských ambicí svého bratra Matyáše. Rudolfův duševní stav patrně ovlivnil i jeho osobní život, nikdy se neoženil, ve styku s ženami preferoval krátkodobé sexuální vztahy. Výjimku tvoří jeho dlouholeté soužití s konkubínou Kateřinou Stradovou. Se svými milenkami měl šest nebo sedm nemanželských dětí. Nejznámějším z těchto levobočků je jeho duševně nemocný syn Julius Cesar d´Austria. Rudolf se už jako mladý nakazil syfilidou. Následná destrukce horní čelisti snížila srozumitelnost řeči a v pozdější době výrazně ovlivnila i styk císaře s veřejností. Tento nedostatek mohl mít vliv i na jeho vztah k ženitbě s význačnými nevěstami. Vliv duševní choroby na politické aktivity Rudolfa II. Habsburského je nesporný, často však bývá přeceňován, protože Rudolf není rozhodně pouhým "šílencem na trůně", po většinu vlády si uchoval politickou aktivitu a schopnost rozhodnout se, vyřešit politické úkoly. Duševní choroba začala jeho vládu ovlivňovat až v posledních letech jeho života. Tak se stalo, že se v roce 1606 sešli habsburští arcivévodové na tajné schůzce ve Vídni a uznali za hlavu rodu a nástupce v čele monarchie Rudolfova bratra Matyáše. V roce 1608 si Matyáš, podporovaný uherskými, rakouskými a moravskými stavy vynutil vládu nad Rakousy, Uhrami a Moravou, Rudolfovi zůstaly pouze české země a titul římského císaře. O rok později pak císař Rudolf II. vydal (pod nátlakem českých stavů, kteří jeho souhlasem podmiňují svoji další politickou podporu) svůj proslulý "Majestát", který zaručuje v českých zemích náboženskou svobodu. O dva roky později se císař pokusil naposledy obnovit svoji okleštěnou moc. Měl mu pomoci jeho bratranec arcibiskup Leopold. Pasovské vojsko postupovalo od Pasova přes Šumavu, kde se zmocnilo jižních Čech a poté obsadilo levobřežní část Prahy, tedy Hradčany a Malou Stranu. Ovšem tím však celá akce s nezdarem končí. 30
Rudolf byl donucen v roce 1611 abdikovat na český trůn a o devět měsíců později, 20. ledna roku 1612, na Pražském hradě zemřel. Pohřben je v královské hrobce ve Svatovítské katedrále. Během Rudolfova panování ovšem vzkvétalo jeho sídelní město Praha. Stalo se centrem evropské politiky a významným střediskem vědeckého (v Praze pobývá např. Tycho Brahe, Johannes Kepler a mnozí slavní alchymisté apod.) a uměleckého života (Rudolf byl vášnivý sběratel uměleckých artefaktů, jeho "kunstkomora" patří ve své době k nejvýznamnějším sbírkovým kolekcím uměleckých předmětů.) Na počátku 17. století patřila Praha k nejživějším metropolím Evropy, ačkoliv počet obyvatel nebyl větší než v jiných velkoměstech. Stěhovali se sem mladí šlechticové, kteří vyčkávali v krčmách v naději, že jim císař udělí důstojnické patenty nebo významné úřady nebo prebendy i lidé jako kupci hledající bohaté zákazníky, řemeslníci, kejklíři a především klenotníci. Praha měla tehdy šedesát tisíc stálých obyvatel. Rudolfínská kapela Hudba se v Praze těšila významnému postavení již od dob Ferdinanda Tyrolského a hudebníci byli v těsných vztazích s ostatními umělci o dvora - Hans von Aachen si vzal Lassovu dceru, Philippe de Monte se spřátelil s Clusiem, Dodeonesem básnířkou Westonié a malířem Pietrem Stevensem - a zůstávali spjati s českým prostředím. Za vlády Rudolfa II. význam hudby vzrostl. S Rudolfínskou kapelou se k nám dostal jeden z nejvýznamnějších a největší dvorních souborů tehdejší Evropy. Složení rudolfínské kapely je možno poměrně snadno detailně rekonstruovat. Těsně před příchodem do Prahy roku 1582 měla kapela 46 aktivních hudebníků, z toho jednoho kapelníka, 23 zpěváků, 2 nástrojové hráče a 20 níže postavených dvorních trubačů. Roku 1594, kdy soubor kdy soubor dosáhl kvantitativního maxima, stoupl počet zpěváků na 28, instrumentalistů na 7 a dvorních trubačů na 27. Do stavu kapely patřily i funkce kaplanů, sluhů, kopisty aj., takže maximální počet byl 74 členů. Převahu v kapele měli cizinci, přičemž podobně jako v ostatní Evropě tvořili jádro zpěváků Nizozemci - nejvýznamnějším byl Philippe de Monte (1521-1603), jehož původně povolal Maxmilián II. a který byl jedním z nejznámějších polyfoniků. Mezi další nizozemské zpěváky patřili např. Karel Luython, Jakob de Kerle. Dále Francouzi, např.: básník a skladatel Jacques Renart, z Německa pocházel i varhaník Valerian Otto, bratři Hasslerové, Hans Leo a Jakob. Další přední osobností byl španělský mnich Mattheo Flecha (1530?-1604), který se v 60. letech 16.st. rovněž 31
stal členem dvorní kapely. Flecha vydal četná hudební i básnická díla u tiskaře Jiřího Nigrina
Moralia-Gallus amat Venerem
v Praze, u něhož publikoval i Jacobus Gallus neboli Handl, poměrně významný jihoslovanský skladatel, který se v Čechách objevil v 70. letech 16. století a později se stal i členem císařovy družiny. Pro renesanční hudbu je charakteristická bohatá polyfonie, kterou představuje svým nastudovaným dílem J. Galluse pražská skupina. Oporou instrumentalistů byli především Italové. Česká jména nacházíme mezi nástrojovými hráči jen ojediněle Nejvýznamnější českým tvůrcem tohoto typu dvorské polyfonie se stal šlechtic Kryštof Harant z Polžic a Bezdružic(1564-1621), jehož hudba byla objevena teprve nedávno. Studoval na dvoře arcivévody Ferdinanda v Insbrucku. Po letech cestování vstoupil do Rudolfových služeb roku 1601. Byl považován za blízkého přítele, ba dokonce se o něm mluvilo že je jednou ze tří osob, které jsou císařovými společníky při jídle. Mnoho hudebníků působilo v Rudolfínské kapele také jako skladatelé. Rozvíjela se také výroba hudebních nástrojů, především fléten, což chceme doložit nastudovanou skladbou pro skupinu fléten. Vilanella: Venus, du mein Kind
Repertoár kapely je znám pouze částečně. Ne všechna díla členů Rudolfínské kapely byla určena k provozování na Pražském hradě. Například právě skladby nejvýznamnějšího tvůrce a dlouholetého kapelníka souboru Philippe de Monte nebyly přednostně určeny pro Pražský hrad. Vcelku však je nepochybné, že v repertoáru kapely měla naprostou převahu hudba cizího původu. Pražský hrad rudolfínské éry byl centrem intenzivního a značně diferencovaného hudebního provozu.Podstatná část činnosti dvorní kapely byla spjata s kostelním prostředím, konkrétně s bohoslužbou. Vybudováním nových a na svou dobu technicky jedinečných varhan u sv. Víta po roce 1556 pak naznačuje i významný podíl varhaní hry v tomto prostředí.Je zajímavé, že ve věži Svatovítského chrámu působila od roku 1548 samostatná a na kapele nezávislá skupina pozounérů. 32
Činnost kapely byla především vázána na Pražský hrad,, máme však zprávy i o účinkování jejich členů i jinde. Například hudebníci tvořili pravidelnou součást doprovodu císařské družiny na jejích cestách a při zahraničních pobytech. Smrtí Rudolfa II. se rozpadla i kapela. Hudba renesance byla charakterizována zvláštním novým harmonickým cítěním. Sám Kepler přiřadil oběžným drahám jednotlivých planet určité harmonie, které odpovídaly jeho obdivu k harmonii oběžných drah jednotlivých planet. Harmonie v přírodě byla pro něho výrazem božího díla, která se objevovala v hudbě i geometrii.
Harmonie, které přiřadil Kepler jednotlivým planetám (Harmonice Mundi)
Autoři: 3.1. – 3.2. Zuzana Štůlová Michaela Mejdrová Kristýna Orságová Anna Vacířová Skupina zobcových fléten studentek ze 3AG/06-07 Prameny: Robert J. W. Evans: Rudolf II. a jeho svět. V překladu Miloše Caldy vydala Mladá fronta, Praha 1997, 384 stran textu + 16 stran obrazové přílohy. Josef Janáček: Rudolf II. a jeho doba, Paseka 1997 http://de.wikipedia.org/wikiRenaissance http://www.tphys.uni-heidelbrg.de/~huefner/KopGeg/V01-kopernikus.pdf 33
3.3. Renesance a umění Z prudkého rozvoje civilizace zajímající se o poznání skutečnosti, historie a především člověka, který renesance přinesla, vyrostlo také nové umění. V jeho centru stál člověk, ať již šlo o otázky života, krásy, náboženství, ctnosti či rozumu. Ačkoli se renesance a humanismus obracely k pohanské antice, nebyly v rozporu s katolickým náboženstvím. Pouze překonávaly jeho středověký rozměr.
obrázek Zuzany Ranšové
Umělci renesanční Itálie byli zbožní a věřící lidé, často pracující na církevních zakázkách. Více než 80% dochovaných renesančních soch a obrazů zpracovává biblické a církevní náměty. Také v knižní produkci si převahu nadále uchovávala náboženská témata. Cílem bylo, aby se umění (zejména náboženské) co nejvíce přiblížilo k divákovi. Florentské malířství bylo slavné svým svárem mezi logikou a neoplatonskými myšlenkami, podle nichž je Bůh nedosažitelnou bytostí, o které se člověk může dozvědět pouze to, čím není. Blíže k Bohu se lze dostat pouze zájmem o vlastní tělo (o jeho proporce, tvar) a péčí o své intelektuální schopnosti (hudbu, literaturu, umění, filozofii, lásku). Mezi tehdejší italské malíře patřil Giovanni Belini. Tvořil hlavně harmonické obrazy nabízející detailní pohled na náboženství a vzdalující se od analytického ducha 34
15.století. Snažil se o zesvětštění náboženských témat a i jejich co největší přiblížení divákovi. Pozoruhodná je smyslnost, kterou jeho postavy vyzařují bez ohledu na náboženské charaktery témat. Na rozdíl od něj témata zobrazování biblických postav jako byli Adam, Kristus a například sv. Šebestián poskytovala tehdejším umělcům jedinečnou příležitost jak zobrazit mužský akt ( Mantegna,Cranach, zejména Michelangelo). V Nizozemí se umělci, kteří byli hluboce ovlivněni italským vývojem, například Bruegel, snažili zakomponovat ducha myšlenky humanismu do malířství ve své vlastní zemi, z čehož se zrodilo jedinečné umění s vlastními kořeny. Dalším představitelem byl Hieronymus Bosch, který žil uprostřed hlubokých ideologických a náboženských krizí a mezi velkým množstvím sektářských hnutí vedených apokalyptickými kazateli. Jeho dílo je plné sarkasmu, krutosti a moralizování určené pro všechny vrstvy obyvatel. Maloval výhradně náboženská témata, zpracovával je s extrémním radikalismem v nichž zachycoval temný svět směřující k zatracení. Zachycuje stav mysli člověka pozdního středověku, doby, kdy většina lidí, vědoma si strašlivých katastrof, nebezpečí a trestů žila s jedinou utkvělou myšlenkou, jak zachránit svou duši po smrti a jak se vyhnout za jakoukoli cenu pekelným hrůzám. Z hlediska dnešních měřítek vypadají kruté fatalitické vize poněkud přehnaně. Středověké náboženské kořeny španělského, německého a francouzského umění byly doplněny italským mysticismem (Albrecht Dürer, Hans Holbein atd.)
35
3.4. Renesance a náboženství Doba renesance je charakterizována odklonem od zbožnosti. Víra však ovlivňovala život každého člena tehdejší společnosti bez ohledu na jeho postavení. Lidé nepochybovali o existenci Boha, nýbrž o způsobu jak jej uctívat. Chybný dojem podporuje také tehdejší počínající zájem o vědy a lidskou mysl, jenž ale vztah k Bohu nepopírá. Věda s Biblí kráčely renesancí ruku v ruce. Společnost tehdy tvořily jednotlivé skupiny, jejichž vývoj a způsob života byl značně odlišný. Například na venkově se mísila síla pověr s náboženstvím. Nadpřirozené síly ovlivňovaly život každého venkovana. Od poloviny 16. st., kdy už byla společnost rozdělena na katolíky a protestanty, bylo vyznání poddaných do značné míry určeno vyznáním majitele panství.Víra jim určená ale ovlivňovala život každého jedince od křtin až po pohřeb, veškerý společenský život a události ve vsi byl spojen s církví a kostelem. Města byla modernějším prostředím nabízejícím větší možnost volby. Nebyla ovlivněna pouze tradicemi a pověrami. Záleželo i na statutu města, zda bylo královským nebo poddanským. Poddanská města neměla tolik svobody a jejich obyvatelé byli, stejně jako obyvatelé vsí, poddanými majiteli panství. Naproti tomu města královská byla poddaná pouze panovníku a obyvatelé měli možnost vybrat si z různých náboženských směrů. Šlechta měla ve víře největší svobodu, a to nejen v náboženském vyznání, ale také v životním stylu (např. v módě). Omezovalo ji jen vyznání panovníka - pokud se někdo z řad šlechty rozhodl jinak než panovník, bránilo mu to ve společenském a politickém vzestupu. Náboženství ve vyšší šlechtě bylo ovlivněno rodovou politikou.
36
obrázek Lucie Třískové (Móda v období renesance)
Renesance přinesla bezprostřední podněty k pochybnostem a církevní teorii a praxi. Odhalovala přežilost církevní organizace a otevírala dveře hnutí, které mělo vyřešit církevní krizi radikálně.Tímto hnutím byla reformace. Začala v Německu roku 1517 vystoupením Martina Luthera, z jehož učení vzešly luterské církve. Tento německý teolog, kazatel a reformátor, zakladatel protestantismu, autor řady duchovních, politických a pedagogických spisů, církevních písní a překladů zpočátku neusiloval o založení nové církve, ale o reformu stávající církve na základě těchto principů: Sola gratia – spása je člověku darována pouhou boží milostí, nikoli na základě lidského jednání Sola fide – víra jediná vede k ospravedlnění u Boha Sola scriptura – Bible je základem a měřítkem života křesťana a nauky církve Solus Christus – samotná osoba, dílo a nauka Ježíše Krista je základem víry a vykoupení člověka Autoritu v luterských církvích tvoří především Písma Starého a Nového zákona (s výjimkou apokryfů), ústřední místo v bohoslužbě má kázání. Výraznou reformou je, 37
že v čele církve může stát vedle muže i žena, o správu církve se tedy spolu s biskupy starají i biskupky. Klíčovou zásadou v teologii nejen luterské, ale i obecně protestantské je rozlišení zákona a evangelia. Zákonem se rozumí ta část Božího zjevení, v níž jsou obsaženy Boží příkazy, usvědčení hříchu a tresty za hřích. Evangelium dává věřícímu, který zhřešil naději, že mu budou jeho hříchy odpuštěny.
38
3.5. Renesance a filozofie Filozoficky vyrůstala renesance z humanismu, který se v Itálii uplatňoval od 14.století. V širším smyslu byl humanismus předchozím stupněm renesance, v užším smyslu zahrnoval profesionální učení, zaměřené především na studium antiky. Humanisté se zabývali hlavně antickou literaturou. Ze škol měly pro humanismus největší význam univerzity v Bologni, Pise, Pavii, Ferraře a Padově. Většina vědců v období renesance byli humanisté. V souvislosti s novými potřebami společnosti se totiž kladly nové nároky na vzdělání a vznikal nový ideál vzdělance.
Erasmus Desiderius Rotterdamský
Králem humanismu byl nazýván Erasmus Rotterdamský, holandský filolog a filozof . K projevům reformace se zpočátku stavěl kriticky, přesto bývá považován za jejího předchůdce. V náboženských sporech první poloviny 16. století byl přívržencem náboženské tolerance Snažil se vytvořit pohled na normální křesťanský život. Za hlavní zlo doby považuje formalismus. Nabízí lék: každý se má ptát v každém okamžiku, co je zásadní a co je důležité beze strachu. Kázání popisuje jako nejdůležitější úkol katolického kněze (projevuje se v díle Kazatel). Díky jeho některým snahám bývá považován též za předchůdce osvícenství. Pod vlivem humanismu začala v Itálii na počátku novověku opětovná studia původních pramenů, k nimž patřily myšlenky Aristotela, Akvinského nebo Scota, což vedlo k probuzení filozofie po její krizi na konci středověku. Oproti středověkému zkoumání byla tato studia kritičtější k zacházení s prameny, měla větší historický smysl, osvobodila se od teologických cílů, jako např. vysvětlování zázraků. Vzdělání již nesměřuje pouze k poznání boha, vymýšleli se psychologické příčiny a hledalo racionální vysvětlení (pokud není, jako příčina je označována fortuna- nepoznatelná a nevypočitatelná historická síla), řešila ve středověku málo zpracovávané problémy z oblasti antropologie, etiky a společenských věd a vědecká koncepce byla ověřována pozorováním a zkušeností. V 16. století se centrum studií přemístilo z Itálie do Španělska. 39
V českých zemích byla filozofie především pod záštitou církve, ty ale pro její pěstování neměly příliš vhodnou základnu. Co se týče církve katolické, ta r. 1462 ztratila možnost uplatnit se na pražské univerzitě a kláštery byly, pokud vůbec přežily revoluci, velmi oslabené. Do příchodu jezuitů (r. 1556) do Prahy tedy katoličtí studenti museli za studiem do zahraničí (Vídeň, Krakov, ...). Jednota bratrská původně odmítala jakékoli vzdělání a s ním i filozofii, v 16. století se ale její vztah k učenosti změnil, což se projevilo např. zakládáním škol nebo kulturní činností jejích příslušníků. Nejednalo se však o soustavnou filozofii, nýbrž o činnost v oblasti filologické a biblicko-theologické. Církev podobojí měla k dispozici sice starou pražskou univerzitu, výuka filozofie se ale opírala o zastaralé komentáře a nelze se tu setkat ani s výraznější filozofickou osobností. Po revoluci oslabené katolické církvi přišli na pomoc jezuité. Tento Řád Tovaryšstva Ježíšova byl založen r. 1540 a zakládal své koleje nejdříve ve Španělsku, Portugalsku a Itálii, později kvůli šíření protestantismu i ve střední Evropě- ve Vídni r. 1552, v Praze, Ingolstadtu a Kolíně n. Rýnem téměř současně v r. 1556, v Mnichově, Trevíru, Olomouci, … Jezuité zpočátku usilovali především o vyšší vzdělání mládeže. Poté, co v této oblasti dosáhli úspěchů, přešli k náročnějším úkolům a zahájili výuku filozofie. Podle vůle svého zakladatele sv. Ignáce z Loyoly se měli jezuité ve filozofii přidržovat Aristotela. Zpočátku jezuitští učenci projevili jen větší volnost ve výkladu, později jejich činnost vyústila v myšlenkové útvary zpracovávající dobové podněty po svém. Jezuitská díla získala velký ohlas. Jezuité jako první upustili od pouhého komentování kanonických a Aristotelových spisů a začali používat systematicky vybudovanou učebnici filozofie. Stejně jako Čeští bratři byl zpočátku odpůrcem filozofie i Martin Luther, později však uznal její význam. Důležitou osobou byl i Lutherův spolupracovník Filip Melanchthon. Ten sepsal několik učebnic k výuce filozofie na luterských vysokých školách. Přestože tyto učebnice nebyly vědeckými díly, nabyly velkého vlivu a uplatnily se v dějinách filozofie. Mísil se v nich aristotelismus, humanismus a autorovo setkání s Lutherem. Lutherův vliv se do Melanchthnových děl projevil např. tím že autor nechce vědu zcela oddělovat od biblických údajů, usiluje o vzájemné doplňování poznání vycházejícím ze smyslů a poznáním Bible. To se projevovalo např. v přírodní filozofii, přičemž toto míšení přírodovědného poznání s biblickými naukami dalo základ tzv. 40
mosaické filozofii, jejímiž stoupenci v 17. století byli např. J. A. Komenský a Marcus Marci z Kronlandu. Koncem 16. století se objevil myšlenkový směr kalvinisty Petra Rama, ramismus. Byl o něj intenzivní zájem ve střední Evropě v letech 1581- 1610 a vychází z kritiky aristotelské filozofie. Ramus začal kritikou Aristotela a končil tvrzením, že jedině on vystihl správný význam učencových myšlenek. Napsal o tom jediné dílo, které v průběhu života stále přepracovával, vůdčí myšlenka ale zůstala stejná. Ramismus byl srovnáván s Melanchthonovou logikou.
41
3.6. Renesance a zábava S příchodem renesance se začal klást velký důraz na světský život a jeho radosti. Díky tomu vzniklo mnoho nových druhů zábav, které byly z velké části výsadou pouze panovnických dvorů, šlechticů a bohatých měšťanů. (např. literatura nebo tanec). Zatímco venkovské děti museli už od ranného věku pomáhat rodičům na polích, díky čemuž neměli na hraní moc času, pro děti měšťanů a šlechty bylo dětství bezstarostným obdobím plným Obrázek Kateřiny Štolové
štěstí a svobody.
Mezi nejčastější hry těchto dětí patřila dodnes populární „slepá bába“, honěná nebo házení koženým míčem. Jako hračky dětem sloužily dřevěné (v některých případech pohyblivé) napodobeniny zvířat, lodí a vojáků, panenky (venkovské dívky měly pravděpodobně panenky upletené ze slámy, dívky z vyšších vrstev je měly hadrové nebo vyřezané ze dřeva), houpací koníci, káči poháněné bičíkem a speciální kroužky, které před sebou děti poháněli pomocí tyče. Chlapci ze šlechtických rodin byli posíláni do šermířských škol, kde se učili jak základům boje s mečem, tak i s kordy, dýkami, kopími a halapartnami. Naproti tomu dívky se učily tančit a vyšívat. Už od nejstarších dob se v mnoha rodinách chovala pro potěšení různá zvířata - psi, králíčci, zpěvní ptáci i kočky. Je známo, že v některých královských rodinách dostávali děti na hraní malá medvíďata. Jelikož zemědělci a většina řemeslníků měli neustále spoustu práce, o způsobech jejich zábavy se toho moc neví. Známo je pouze to, že ve chvílích volna navštěvovali 42
přátele (buď u nich doma nebo v krčmách) a navzájem si vyprávěli příběhy nebo hráli v té době velmi oblíbenou hru, kostky. Největší příležitost pro zábavu byla, když se ve městě konal trh, na kterém nikdy nechyběli potulní herci, komedianti a akrobaté, Tento druh zábavy nebyl lhostejný ani nejvyšším vrstvám. Bohatí měšťané a šlechtici si na své plesy a bankety často najímali profesionální kejklíře, hudebníky a básníky. Ve městech té doby začala vznikat veřejná divadla, z nichž nejznámější byla v Anglii a do kterých měli přístup jak bohatí, tak i chudší měšťané. Na panovnických a šlechtických dvorech se konaly psí a koňské závody, střelby z kuší a ručnic a mezi muži velmi populární šerm. Velmi oblíbený byl boj muže proti muži.. Díky dokonalému rozvinutí zahradní architektury strávila šlechta většinu volného času ve svých zámeckých zahradách. Ty měly v té době pravidelný tvar a byly zdobeny sochami, altánky, kašnami, vodotrysky, pergolami, ozdobně stříhanými keři, stromy a květinovými záhony. V zahradách se pořádaly nejrůznější hry a soutěže, například závodění v běhu, lukostřelba, golf a kuželky (tehdy nazývané „kolky“). Spousta zahrad měla mimo jiné i zvěřince, koňská cvičiště a míčovny, ve kterých se hrály předchůdkyně dnešního tenisu a volejbalu. Nejoblíbenější zábavou byl lov. Pro ten se kolem zámků stavěli rozlehlé lovecké obory, ve kterých se za pomoci psů nebo dravých ptáků lovili převážně jeleni, lišky, divoká prasata, bažanti a vlci. Obrázek Moniky Bauerové
Ještě v období rané renesance se mohli lidé bavit rytířskými turnaji, které trvaly až do 15. století a které měly v oblibě hlavně ženy. Když bylo venku špatné počasí, mohla si šlechta krátit dlouhé chvíle ve společenských salónech, které se dělily na mužské a ženské. Tady se kromě konverzace v mužských salónech hrály karty nebo šachy a v ženských vyšívalo nebo četly knihy. Pěstovalo se i umění, např. malířství a sochařství. Spousta bohatých měšťanů, šlechticů i panovníku si u slavných malířů objednávalo obrazy i vlastní podobizny a někteří z nich se sami věnovali malířství nebo poezii.
43
3.7. Renesance a literatura Rozšíření literatury mezi vzdělanější vrstvy veřejnosti bylo umožněno "pohyblivými písmeny" (knihtiskem) Gutenberga (13951468). Knihtisk je považován za mediální revoluci a klíčový moment pro všeobecné šíření duševního postoje renesance. Renesanční literatura vytvořila ve velkých evropských zemích Obrázek Martiny Seidlové
spisovný národní jazyk tím, že povýšila na toto místo některý z dialektů. Rozvoj renesanční literatury jde souběžně s rozvojem humanismu, studiem antických textů a tvořivým využíváním podnětů antické literatury. Renesanční tvorba se však neomezovala jen na pouhé napodobování klasických vzorů, ale vyznačovala se esteticky svébytnou snahou o mnohostranný a pravdivý obraz člověka, lidských osudů a vztahů, přičemž klasická tradice sloužila jako vzor ideově estetický, nikoli jako závazný model. Vytvořila výchozí základnu novodobé literatury. Nalézáme zde počátek většiny hlavních žánrů novodobé prózy, poezie i dramatu (sonety, novely, komedie, historického dramatu,…) Renesanční literatura se soustřeďuje na pozemský život. Jedním z významných renesančních autorů byl italský básník, prozaik a znalec antické kultury Francesco Petrarca. Jeho tvorbu tvoří díla humanisticky orientovaná (Africa), díla morálně náboženská (Zpěvník, Triumfy, Tajemství) a dopisy (Listy velkým i malým tohoto světa). S novým stylem, jenž přináší renesance ho spojuje jeho individualismus, zájem o antické umělce a obdivování Říma, V Petrarcově epoše dochází k rozvoji lyriky. Jeho italské verše neznají děj ani přímý konflikt, přesto jsou dramatem. Napětí je vytvářeno protikladem stanovisek nebo vyhrocením myšlenek, nesnadný styl se vyžívá v používání archaických výrazů a složitých literárních forem, verše jsou plné odkazů textů bible a starořímských spisovatelů a literatury i děl jeho předchůdců (např. Dante Alighiery). 44
Z Itálie pocházel i spisovatel a básník Boccaccio Giovani. Za vrchol jeho tvorby je považováno dílo Dekameron. Tato rámcová povídka spojuje asi 100 novel v organický celek. Ukazuje na příkladech ctností a neřestí cestu ke šťastnému životu, na rozdíl od Dantovy Božské komedie, však k životu pozemskému a bývá nazývána „lidskou komedií“. Dekameron byl napsán na rozhraní dvou kulturních a společenských epoch, středověku a renesance. Středověk se projevuje například využíváním symboliky, nastupující renesance se o slovo hlásí např. skrze veřejné porušování desatera. Boccaccio hodlá zobrazit člověka a věci takové, jaké ve skutečnosti jsou. Hrdinové už nejsou abstraktní, nýbrž individuálně vykreslené postavy. Představuje hrdiny svých novel v konkrétní psychologické a sociální dimenzi.V jeho díle se neobjevují ani svatí ani rekové, ale bytosti až příliš
Titulní stránka „ De Revolutionibus“ 1543
pozemské – ziskuchtiví obchodníci, pokrytečtí řeholníci, pochybné ženštiny a marnotratná šlechta. V období renesance vznikala také přírodovědná literatura. Je třeba zmínit zveřejnění myšlenek Koperníka o heliocentrickém vesmíru v knize "De Revolutionibus". Díky této knize se rozšířila heliocentrická teorie tehdejšího obrazu vesmíru a geocentrismus se postupně dostával do pozadí, což vedlo k jakési revoluci v přírodních vědách.
3.8. Renesance a ženy Většina renesančních žen byla zároveň matkami a mateřství bylo jejich povoláním a životním naplněním. Toto poslání bylo v této době ještě dosti nebezpečné, protože rodička mohla zemřít .Také úmrtnost dětí byla v západní (vyspělé) Evropě 20-50%, 45
v ostatních zemích dokonce až 90%. Dokonce se radilo, aby se z dítěte moc neradovaly a neoslovovaly jej příliš okázale, protože by mohly rozhněvat boha. Ženy z vyšších vrstev své potomky nekojily, a to i přes dobře mířené rady lékařů a humanistů. Najímaly se kojné nebo se děti posílaly na venkov. Naopak v nižších vrstvách byla vysoká porodnost nežádoucí, protože bylo málo potravin. Častou příčinou smrti dítěte byla také vražda, a to protože bylo nemanželské nebo se žena domnívala, že by jej stejně neuživila. Stejně tragický úděl měly manželky. Svazek manželský sloužil hlavně k uchování a hromadění majetku. Žena byla vyloučena z dědičného práva, ale za to měla nárok na věno. Avšak v mnohých případech bylo věno spíše pro manžela, než aby zajistilo blahobyt dceři. Takže partnerku většinou vybírali rodiče podle bohatosti jejího věna. Tehdejší manželství bylo věčným svazkem. Jako důvody zrušení svazku se připouštěly: ženino cizoložství, mužova impotence, malomocenství nebo manželova mimořádná krutost. Humanisté a církevní kazatelé však tvrdili, že vztah by měl být harmonický, založený na důvěře, lásce a sdílení životního údělu. Ale nezapomínali dodávat, že musí být patriarchální. Podrobně také popisovali jak má vypadat manželský sexuální život. Prvořadou funkcí pohlavního styku bylo plození dětí. Jako další možnost se připouštělo za zamezení nevěry. Šlechticům a také duchovním např. v Římě nebylo zakázáno mít za společnici některou z kurtizán, které byly většinou velmi vzdělané. Ve starém Římě odpovídala kurtizána Hetéře. To, že se duševní postoj v renesanci na přechodu od středověku do novověku, tzn. přechod mezi pověrami a racionální vědou měnil, můžeme také pozorovat na "honu na čarodějnice", jehož obětmi byly převážně ženy. Známým příkladem je také matka Johannese Keplera, která byla na základě hádky se sousedkou označena za čarodějnici a byla uvězněna. Hrozilo jí mučení. Jen díky snahám svého syna byla zproštěna viny.
3.9. Renesance a přírodní vědy Bylo již zmíněno, že v renesanci bylo povoleno svobodné myšlení částečně bez ohledu na vládnoucí teologii. Přírodní vědy stavěly do popředí rozum a 46
zkušenost. Mnohočetnost přírodních procesů bylo kvantitativně evidováno. V centru stál experiment, pozorování a měření. Vyhodnocením získané poznatky byly popsány pomocí matematiky, byly od nich odvozeny přírodní zákony a v souvislosti s tím viděny jako důkaz teorie. Tyto metody byly předpokladem pro obrovské úspěchy přírodních věd od počátku novověku až dodnes. Přírodní vědci v tehdejší době se mylně domnívali, že všechno v přírodě je měřitelné a nic mimo tuto měřitelnost neexistuje. Bylo načase, aby byly staré představy o světě změněny Koperníkem a Keplerem. U Koperníka a Keplera byly centrem jejich bádání pozorování, měření, matematická vyhodnocování pomocí vývoje nově vynalezených zákonitostí. Přitom docházelo k průkopnickým technickým vynálezům např. dalekohledu, mikroskopu, kompasu, knihtisku. Všechny tyto vynálezy ovlivnily všechny oblasti života. Lidé mysleli pouze na geografické objevy a důsledkem byly sociální, politické a náboženské převraty. Autoři: 3.3. – 3.9. Zuzana Pikorová Martina Soušková Vojtěch Bosák Kateřina Štolová Gabriela Ilyková Prameny: Josef Janáček: Ženy české renesance, Čs.Spisovatel,1976 Jiří Pelán a kol. : Slovník italských spisovatelů, Libri, 2004 http://wikipedia.org/wiki/Renaissance/Hexenverfolgung http://www.tphys.uni-heidelberg/~huefner/KopGeg/VO1-Kopernikus.pdf http:://de.wikipedia.org/wiki/De_Revolutionibus_Orbium_Coelestium http:/7www.p-moeller.de/renabaro.htm Podklady od p. Grasseho
47
4. Koperníkova představa o vesmíru
Pomník Koperníka v Toruni, fotografie projektové skupiny
48
4. 1. Život Koperníka Rodokmen Mikuláše Kopernika (MIKOŁAJ KOPERNIK)
49
Rodný dům v Toruni
Projektový tým před rodným domem Koperníka
Nikolaus Kopernikus, vlastně Nikolas Koppernigk (lat. Nicolaus Copernicus, pol. Mikołaj Kopernik) se narodil 19.2.1473 v Toruni a zemřel 24.5.1543 ve Fromburgu. Je mnoho dohadů o jeho původu. Vědci se dělí do dvou táborů. Jedni tvrdí, že je Polák, druzí jej považují za Němce. Důkazy ale mluví ve prospěch obou. Je dokázáno, že matka a pravděpodobně i otec byli Němci. Mikuláš se narodil v Polsku, tady žil a studoval. Díla psal převážně latinsky, z menší části německy. Písemnosti v polštině nejsou dokázány. Kontakty s Poláky jsou řídké, s německými učenci však vedly k publikacím děl v Norimberku. Polsky ale uměl, v rodné Toruni studoval gymnasium. Koperník vícekrát zdůrazňoval, že pochází z Toruně. Své největší dílo podpisuje Torinensis (Toruňan). Na jeho pomníku v Toruni najdeme podpis Copernicus Thorunensis, Terrae motor, Solis Caelique stato.
Koperníkův pomník v Toruni
50
Koperník byl bezpochyby všestranný muž. Byl příslušníkem katolického kléru, zároveň se zabýval medicínou, právem, astronomií a matematikou. Jeho rodina patřila k měšťanstvu hansovního města Toruně na Visle a bydlela v ulici Sv. Anny. Jeho otec (obchodník s mědí a městský úředník) zemřel, když bylo Mikulášovi 10 let. O jeho vzdělání se postaral strýc Lukáš Watzenrode mladší, bratr jeho matky Barbary. V letech 1491–94 studoval na Krakovské univerzitě a v této době se také rozhodl polatinštit své jméno na Coppernicus, později Copernicus. Na Krakovské univerzitě studoval 7 svobodných umění (dialektiku, rétoriku, gramatiku, geometrii, aritmetiku, hudbu a astronomii), aniž by ukončil studium. Studium v Krakově bylo základem pro studium teologie, právní vědy nebo medicíny. Jeho láskou však zůstala astronomie. V jeho životě hrála církev a náboženství velkou roli. Začal studovat v Bologni práva a astronomii a v roce 1495 získal titul doktora medicíny. V roce 1507 se po studiích v Itálii v Padově a Feraře vrací do Polska. V roce 1512 se stal kanovníkem ve Fromburgu.
4.2. Koperníkův heliocentický pohled na vesmír Koperník byl ale především znám jako astronom.V Itálii v době rozkvětu renesance se učil, že by se ptolemaiovský pohled na vesmír neměl přejímnat bez kritiky a bez přezkoumání. Toto stanovisko bylo bylo v renesanci ve vztahu k vědě všeobecně rozšířené. Jeho teorie o pohybu planet na kruhových drahách kolem Slunce z něj udělala nejznámějšího astronoma. Heliocentrický názor převzal patrně od Yajnavalkyi (9.–8.st.př.K.) z Indie a od Aristarcha (kolem r. 310 před Kristem byl řeckým Koperníkem) z Řecka a dále jej rozvinul. V Itálii poznal novou metodu fyziky: měření, vyhodnocování, zprostředkování matematických zákonů podle odpovídajících měření a ověřování nalezených zákonitostí na základě vzniklých prognoz. Koperník byl o svém heliocentrickém pohledu na vesmír přesvědčen. Považoval ho za jednodušší a odmítal komplikovaný geocentrický názor Ptolemaia. Pokusil se podpořit matematický důkaz heliocentrického pohledu na vesmir tím,že do centra postavil Slunce a smyčkový pohyb znázornil jako překrývání pohybů Země a Planet. Nemohl se stejně jako Ptolemaius vzdát teorie epicyklu.
51
Heliocentrický obraz vesmíru podle Kopernika (pramen: Společnost Keplera)
Jeho popis pohybu Planet nebyl exaktnější než Ptolemaiův, ale ve srovnání s dnešními měřeními přece jen relativně přesný.
52
Váhal s uveřejněním heliocentrického pohledu na vesmír s popisem pohybu Planet ve své knize „ De Revolutionibus Orbium Coelestium“ (O pohybu nebeských těles)
Titulní stránka: De Revolutionibus Orbium Coelestium
Potíže vyplynuly z toho, že předpokládal, že oběžné dráhy Planet jsou kružnice a jeho výsledky nebyly o moc přesnější než Ptolemaiovo. Dokonce i tehdejší experti neviděli důvod, proč by se měli vzdát Ptolemaiovského pohledu na vesmír. Zpočátku to chápali jen jako jakýsi matematický model a za ním stojící vesmírný model byl mnohonásobně odmítán. Přesto bylo duchem doby hledat ve vědě nové cesty, než byly ty dosud známé. Jeho myšlenky byly církví, která převzala geocentrický názor Ptolemaiův, kritizovány a odmítány. Martin Luther jednou řekl: „Ten blázen mi chce celé umění astronomie převrátit. Ale jak dokazuje Písmo svaté, chtěl Ježíš, aby se zastavilo Slunce a ne Země!... Mluví se o novém astrologovi, který by rád dokázal, že se Země namísto Slunce a Měsíce pohybuje. Jako by někdo v jedoucím voze nebo lodi si mohl myslet, že zůstane stát, zatímco se země a stromy pohybují. Ale to je jako všechno dnes: chce-li být člověk za chytrého považován, musí něco obzvláštního objevit a způsob, jakým to udělá, musí být ten nejlepší. Ale 53
tenhle hlupák chce celou astronomii převrátit naruby. Ve Svaté Knize se psáno: Ježíš prosil Slunce, aby zůstalo stát a ne Zemi.“ Až do roku 1835 byla kniha „De Revolutionibus Orbium Coelestium na indexu knih zakázaných katolickou církví. Na základě kontroverzních hodnocení Koperníkových objevů bylo jeho největší dílo „O obězích těles nebeských“ zveřejněno až v roce jeho smrti. Joachim Rethicus přemluvil Koperníka krátce před jeho smrtí, aby uvolnil své dílo k tisku v r. 1543 v Norimberku. Koperníkovy výzkumy jsou v současnosti považovány za "Koperníkův obrat" Koperník urovnal cestu k moderní fyzice. Jeho práce přispěla k novému myšlení a pohledu na vesmír. Autor: 4.1. – 4.2. Damian Jaskrowski Autoři fotografií: skupina z Gronowa Prameny: http://pl.Wikipedia.org/wiki/Miko%C5%82aj_Kopernik http://tphys.uni-heidelberg.de/~huefner/KopGeg/V01-Kopernikus.pdf http://www.Kepler-Gesellschaft.de/KeplerFoederpreis/2006/PlatzI_Faecherübergreifend/Polnisch.html Karol Górski, „Dom i środowisko rodzinne Mikołaja Kopernika”, wydawnictwo tnt Toruń 1968r. Thomas S. Kuhn, „Przewrót kopernikański. Astronomia planetarna w dziejach myśli zachodu. Wydawnicywo Prószynski i S-ka. Warszawa 2006
54
5.
Keplerova představa o vesmíru
5.1. Keplerův profesní životopis
Obrázek Zuzany Pikorové
Johanes Kepler se narodil 28. prosince 1571 ve Weilu městě ve Württembersku.
Rodný dům Keplera ve Weil der Stadt (Foto Keplerovo museum Weil der Stadt)
55
Jeho otec byl žoldnéř a umřel ve válce když Johanesovi bylo pět let, jeho matka byla dcerou hostinského a on byl jejich první dítě. Už od dětství trpěl Kepler nejrůznějšími nemocemi - neštovice mu zohavily ruce a poškodily zrak a skoro celý život si Kepler stěžoval na svrab a vředy, trápil ho žaludek a neměl v pořádku ani játra. Dále měl například panickou hrůzu z vody a koupání bylo pro něho těžkým trestem a utrpením. Už ve velmi malém věku se zajímal o astronomii. Vychodil základní a střední školy v Leonbergu u Stuttgartu, Elmedigenu, Adelsbergu a v Maulbronnu. Poté studoval teologii, filozofii a matematiku na univerzitě v Tübingenu, Toto studium matematiky, jak bylo tehdy v době renesance zvykem bylo spjato se studiem matematiky, aritmetiky, geometrie, astronomie a hudby. V Tübingenu se seznámila s heliocentrickým pohledem Koperníka. Kepler, jako hluboce věřící člověk byl přesvědčen, že vidí v Universu matematický boží soulad, který odpovídal Pythagorově pojetí: "Matematika je vesmír" Kepler neměl žádné pochybnosti o Koperníkově heliocentrickém názoru, neboť ho považoval za opodstatněný. Také jeho náboženské vyznání nebylo překážkou. Svou víru v Koperníka potvrdil převzetím jeho pozorování nebeských těles. Jeho náboženské pojetí, jakož i přesvědčení o platnosti heliocentrického názoru, byly v protikladu k ortodoxnímu protestantismu. Již se nechtěl stát protestantským knězem. 1594 až 1600 působil jako učitel matematiky ve Štýrském Hradci. V souvislosti s protireformací musel Štýrský Hradec opět opustit. Tycho Brahe, dvorní matematik na dvoře Rudolfa II., ho pozval do Prahy, aby mu asistoval při jeho astronomických bádáních, přestože nesouhlasil s Keplerovým heliocentrickým názorem na vesmír.
56
Po smrti Tychona Braha byl dvorním matematikem tří habsburských císařů: Rudolfa II. Matyáše Habsburského a Ferdinanda II.
Keplerovi zaměstnavatelé (Keplerovo museum v Regensburgu)
Měl na starosti horoskopy. Pověry a věda měly v renesanci k sobě velmi blízko. Dostal také od Rudolfa II. za úkol sestavit tzv. “Rudolfínské tabulky“ na základě pozorování Tychona Braha. V roce 1612 zemřel císař Rudolf II. a vzrůstalo náboženské napětí. Kepler odešel jako provinční matematik do Lince (1627 – 1636). Také zde docházelo k náboženským střetům. Měl také problém získat od Ferdinanda II. svůj honorář 1627 našel ve Valdštejnovi nového mecenáše a odešel za ním do Zaháně (Slezskodnešní Polsko). Valdštejn byl ale jako císařský generál sesazen a Kepler odjel do Řezna, aby zde, mimo jiné, na zasedaní parlamentu získal od císaře svůj honorář. V Řezna onemocněl , zemřel a byl zde pohřben.Hřbitov s jeho hrobem byl srovnán se zemí a dnes stojí na jeho místě Keplerův pomník.
57
5.2. Kepler v Praze Protože byl Kepler velmi nadaný, jak již bylo řečeno, přichází na přání Tychona Braha v roce 1600 ke dvoru císaře Rudolfa II. jako pomocník.Ten ale už po roce umírá a Kepler tak zaujímá jeho místo královského matematika a císařského hvězdáře.
Pražský Hrad – dvůr císaře Rudolfa II.
Johannes Kepler bydlel při svém pobytu v Praze v domě v Karlově ulici blízko Karlova mostu.Ve dvoře domu je malá fontána. Můžeme si zde přečíst nápisy: „Až sem došel můj sen - Johannes Kepler Pragae 1607-1612" a „Johannes Kepler - UBI MATERIA IBI GEOMETRIA" Myslel tím: Všude,kde je hmota je také řád - geometrie.
Dům, ve kterém bydlel Kepler při svém pražském pobytu.Ve dvoře stojí kovová fontána.
58
Drobná kovová fontána v podobě prstencové sféry
Vykopávky v domě, kde bydlel J. Kepler
V pražském kostelu sv. Tomáše na Josefské ulici je pochován Jakub Kurz ze Senftenavy (1554-1594), císařský místokancléř dvora Rudolfa II. I když se proslavil především jako politik, byl vzdělán i v přírodních vědách, stal se prostředníkem mezi císařem a učenci, kteří se v Praze tehdy soustředili, a dokonce navrhoval vlastní astronomické přístroje. V jeho domě se na čas usídlil Tycho Brahe i Johannes Kepler.
Kostel sv. Tomáše
Na základě Brahových pozorování, určil Kepler eliptickou dráhu Marsu a ostatních planet. Vlašská kaple kostela Nanebevstoupení panny Marie v Karlově ulici na Starém městě. Spekuluje se, že její eliptický tvar inspiroval Jana Keplera k myšlence o pohybu Marsu po eliptické dráze (s ohniskem ve Slunci). Ve své době to totiž byla jediná eliptická stavba na sever od Alp. I v Itálii jich bylo sotva deset. Vlašská kaple byla postavena v roce 1590 (vysvěcena 1600) italskými řemeslníky z
Kaple kostela Nanebevstoupení panny Marie
kolonie Italů-Vlachů žijících v Praze, dodnes je spravována italským státem. 59
Renesanční královský letohrádek královny Anny nechal v letech 1535 až 1537 vybudovat Ferdinand I. pro manželku královnu Annu. Traduje se, že zde byly v roce 1601 uloženy Tychonovy astronomické přístroje a dokonce, že odtud slavný astronom pozoroval oblohu. Letohrádek královny Anny
V Praze se Kepler zabýval také teorií a konstrukcí dalekohledu a jiných záležitostí spojených s optikou. Sestavil zde také tzv. Rudolfinské tabulky. Tyto tabulky představují vyhodnocení Brahových nákresů a popisují postavení planet s přesností, která nebyla do té doby známá. Posloužily Newtonovi jako základ pro jeho gravitační teorii.
Keplerovy Rudolfínské tabulky (Keplerovo museum v Regensburgu)
60
V roce 1609 byla dokončena kniha „Astronomia Nova“, která obsahuje první a druhý Keplerův zákon
Druhý Keplerův zákon:
V roce 1612 zemřel císař Rudolf II.a Johannes Kepler se odstěhoval do Lince, kde žil až do roku 1626 (své místo u dvora si ale ponechává až do konce života.). Měl velké finanční problémy. Před svým pobytem v Praze, působil Kepler jako zemský matematik a profesor evangelického lycea ve Štýrském Hradci. Tam napsal v roce 1596 svou první knihu o astronomii Mysterium cosmographicum (díky této knize byl pozván do Prahy). V Linci zveřejnil v roce 1619 ve své knize „Harmonices Mundi“ svůj třetí zákon. Kepler zemřel 15. listopadu roku 1630 v bavorském Řezně.Jeho náhrobek byl sice zničen ve třicetileté válce ale jeho zákony o pohybu planet jsou nesmrtelné. Rok po jeho smrti vychází jeho sci-fi příběh Solemnium, který napsal o 20 let dříve. Popisuje svůj sen o cestě na Měsíc. Sousoší obou astronomů od J. Vajce a V. Pýchy bylo v roce 1984 postaveno na místě dnešního Gymnázia J.Keplera. Na tomto místě stál dům Jakoba Kurze, ve kterém také J. Kepler krátký čas pobýval. Tento dům byl v pol. 17.století zbourán, ale jeho existenci potvrdily archeologické vykopávky z poloviny 20. stol. Sousoší Keplera a Braha.
61
Autor textu: 5.1. – 5.2.: Tereza Čtvrtečková Autor fotografií: Lucie Třísková Prameny:
http://www.tphys.uni-heidelberg.de/~huefner/KopGeg/V01kopernikus.pdf http:de.wikipedia.org/wiki/Jonannes_Kepler http://www.raumfahrer.net/astronomie/geschichte/kepler.shtml Muzeum J, Keplera Regensburg
62
5.3 Kepler v Řezně Johannes Kepler navštívil během svého života Řezno asi 12krát. Návštěvy začaly asi v r. 1600, tedy v druhé polovině jeho života. První setkání s Řeznem zprostředkoval Keplerovi Dr. Johan Obendorfer, řezenský rodák, kolega z protestantské školy v Grazu, kde Kepler působil jako učitel matematiky. 1597 se vrátil zpět do Řezna, ale kontakty mezi oběma trvají. Díky Oberndorferovi se seznamuje Kepler v Řezně s dalšími osobnostmi. Kepler byl protestant a žil v čase náboženských nepokojů mezi katolíky a protestanty. Musel z náboženských důvodů opustit Graz, ale i Linec a Prahu. Řezno bylo čistě evangelické svobodné říšské město a sloužilo Keplerovi jako útočiště. Jeho věhlas jako astronoma byl však nesporný a proto i přes náboženské nepokoje zůstal císařským dvorním matematikem. Poté, co císař Rudolf II. byl svým bratrem Matyášem v Praze sesazen a brzy nato zemřel, vyostřila se náboženská situace a Kepler Prahu opustil a odešel do Lince 1612. 1613 odcestoval z Lince na příkaz svého císaře Matyáše do Řezna, aby tu vystoupil na sněmu jako znalec v otázkách kalendáře. Císař Matyáš chtěl v celé říši zavést gregoriánský kalendář, který byl ovšem protestantskými knížaty odmítán jako dílo Antikrista (byl jím míněn papež Řehoř). Císař očekával od protestantského vědce argumentaci ve prospěch kalendáře. Ale k projednávání otázky kalendáře vzhledem ke sporům mezi knížaty nedošlo. Kepler nemohl svůj spis prezentovat. 1617 se na své cestě na soukromou návštěvu kláštera Walderbach na několik dní zdrží v Řezně, aby navštívil své známé. Po vypuknutí 30leté války 1618 se zhoršila náboženská situace v Linci. 63
1620 musel Kepler na základě obnoveného čarodějnického procesu s jeho matkou odjet do Würtembergu. Svoji rodinu vzal z bezpečnostních důvodů do Řezna sebou a ubytoval se u přítele Christofa Renze, výrobce medoviny. V roce 1622 přivezl rodinu zpět do Lince. Protože však v této době v Linci došlo k dalším náboženským sporům a nekatolíci stáli před volbou konvertovat nebo emigrovat, stalo se Řezno znovu útočištěm pro Keplera a jeho rodinu. Usadil se u svého přítele - obecního krejčího Hanse Halera. Kepler sám musel město brzy opět opustit, neboť si musel hledat práci. Jednal 2 roky v Praze s císařem Maxmiliánem o své další činnosti dvorního matematika. Rodina zůstává v Řezně. Kepler pro ni jede až v roce 1628. Má nového chlebodárce – Albrechta z Valdštejna – a proto přesídlil do Zaháně ve Slezsku. 2. listopadu 1630 jede ještě jednou přes Linec do Řezna, aby promluvil s císařem o požadované mzdě. Ubytoval se u přítele obchodníka Hildebranda Billi a 15. listopadu 1630 tu zemřel na zápal plic. Jeho hrob již neexistuje, hřbitov byl srovnán se zemí. Proto byl na tomto místě postaven pomník. Kepler byl úzce svázán s Řeznem plných třicet let. Ale trvalý pobyt tu nemohl mít, protože tu nenašel podmínky pro svá bádání. Až smrtí dosáhl toho, čeho mu v životě nebylo dopřáno, aby mohl zůstat v Řezně.
64
Keplerův pomník v Řezně na místě
Pokoj v Řezně, kde Kepler zemřel
původního hrobu.
Autor: Mathias Markwirth Autoři fotografií: skupina z Regensburgu Prameny: -Aufsatz „Johannes Kepler und Regensburg“ von Matthias Freitag in „Berühmte Regensburger“ von Karlheinz Dietz und Gerhard Waldherr, 1997
65
5.4. Kepler v Zaháni u Valdštejna V říjnu 1625, běhen 30.leté války byli v Horním Rakousku všichni protestanti vyzváni,aby konvertovali. Kepler byl jako dvorní matematik z tohoto ediktu vyňat, ale jeho rodina se musela tomuto nařízení podvolit. Politické a náboženské napětí stále stoupalo a tak v roce 1626 Kepler opouší Linec a stěhuje rodinu do Regensburgu. Musel si najít novou práci, neboť zemské stavy v Horním Rakousku považovaly jeho smlouvu, tím že odešel, za bezpředmětnou.
Po vytištění „Rudolfinských tabulek“ v Ulmu 1627 hledal Kepler místo, kde by se mohl usadit. Chtěl připravit do tisku astronomická pozorování Tychona de Brahe. V roce 1628 se vrátil do Prahy, aby osobně předal císaři jeden exemplář vytištěných „Rudolfinských tabulek“ a při této příležitosti získal příslušný honorář,ale neuspěl. Císař byl v těžké finanční situaci, neboť ještě neskončila třicetiletá válka a on si nemohl dovolit zaplatit 11187 zlatých. Z tohoto důvodu doporučil jako mecenáše Valdštejna,v jistém smyslu jako pojistku na zaplacení honoráře. Ten mu navrhl usadit se v Zaháni.Vadštejn měl v této době znovu moc a politický vliv a disponoval většími finančními prostředky. Konkrétní pracovní poměr tedy převzal císařský zmocněnec Albrecht z Valdštejna. Kepler s tím byl velmi spokojený. Dostal od Valdštejna zakázku na další horoskopy. Již dříve, v roce 1608 sestavil Kepler pro Valdštejna několik velkých horoskopů. V dubnu 1628 pozval Valdštejn Keplera a jeho rodinu do Zaháně, aby připravil pro tisk Brahova pozorování. Císař pověřil Valdštejna, aby mu vyplatil honorář. Kepler se chtěl v Zaháni usadit, neboť byl v matematice a astronomii velmi vzdělaný a zkušený.
66
Valdštejnův zámek v Zaháni
Po přestěhování do Zaháně v dubnu 1628 bylo jeho nejdůležitějším úkolem uvést do provozu tiskárnu pro vytištění hotových děl. Přivezl do Zaháně sazbu, kterou obstaral pro vytištění „Rudolfinských tabulek“. Mnoho času a úsilí věnoval pořízení tiskárny a jejím uvedení do provozu, což se mu také podařilo. V Görlitzu se také zabýval zpracováváním a přípravou pro tisk Zkoumání efemeridů. (Určování pozic planet pomocí tabulky) Vypočítal na základě Rudolfinských tabulek efemeridy planet předem pro roky 1629-1636. Název tohoto díla byl: “Joannis Kepleri mathematici ad eplotolam....Jecobi Bartschii Lusati, medicinae candidati, praefixam Ephemevidi in aunum 1629, responsio de computatione et editione ephemavidum. Typis saganesibus anno 1629”. Byl to otevřený dopis Jakubu Bartschovi, mladému lékaři a astronomovi, který studoval v Lipsku a Strasburgu a po příchodu do Zaháně spolupracoval s Keplerem. Keplerovi se podařilo opatřit tiskařský lis, který byl koncem roku 1629 přivezen z Lipska a byl instalován v Keplerově domě. První tisk byl věnován Valdštejnovi. Ten však honorář Keplerovi nevyplatil, ačkoliv tím byl císařem pověřen.
67
Poté, co Kepler dokončil „Somnium“, mohl se věnovat svým finančním záležitostem a odcestoval do Řezna, aby tam požádal jednající kurfiřty a císaře o příslušnou sumu. Kromě toho se ještě dozvěděl, že se na sněmu má projednávat případné sezazení Valdštejna jako císařského zmocněnce. Tím by byl jeho současný zaměstnavatel dán k dispozici. Kepler neměl v úmyslu opustit Zaháň. Již dříve odmítl místo na univerzitě v Rostoku. Po krátkých přípravách se vydal koňmo na cestu přes Linec. Cesta trvala za nepříznivého počasí skoro tři týdny. Už na počátku cesty trpěl kašlem a dýchacími potížemi. Do Řezna přijel pravděpodobně 10.11. Bydlel u přátel (Hildebrand Billi) a i přes jejich péči se jeho zdravotní stav stále zhoršoval. Zemřel 15.11.1630 na zápal plic a o dva dny později byl pohřben za účasti honorace města Regensburgu na protestantském hřbitově. Nečekaná smrt velkého astronoma zkřížila plány rodinných příslušníků v Zaháni. Valdštejnův dvůr zastavil výplatu mzdy. Ještě v roce 1631 zařídil Keplerův zeť v Zaháni vydání logaritmických tabulek. Brzy nato vypukl ve Slezsku mor, který vždy doprovází války a všichni členové Keplerovy rodiny žijící v Lublinu, kromě dcery, vymřeli. Dědictví převzal syn Ludwig, žijící toho času v Německu a uveřejnil 1634 dílo „Sen o měsíci“. V oblasti astronomie měl Kepler následovníky v Zaháni. V roce 1764 byla v augustiniánském konviktu vystavěna věž, která měla sloužit k astronomickým pozorováním. Opat Jan Ignac Felbiger (1724-1788) přispěl k uchování mnoha Keplerových děl a přístrojů. Při 300. výročí jeho narození (27.12.1871) byla založena vědecká společnost. Na přelomu 20.století byla jedna z reprezentativních ulic přejmenována na Keplerovu a v roce 1930 byl na památku 300. výročí jeho smrti instalován pomník s medailonem a v parku byl zřízen Keplerův háj. Ke 400. výročí narození byla na radnici v Zaháni odhalena pamětní deska. Věž, kde měl Kepler hvězdárnu, byla restaurována. Vzpomínka na velkého astronoma nevybledla, neboť se objevují stále nové a nové články o něm a konají se vědecké konference.
68
Na závěr je zde ještě přehledná mapa s místy , kde působil Kepler. Ukazuje zároveň spojnice mezi jednotlivými zeměmi, kde Kepler působil: Německo, Polsko a Čechy.
Autor: Bartłomiej Jesionkowski, Damian Albrecht Prameny: www.um.zagan.pl/kepler/kwz.htm http://pl.wikipedia.org/wiki/Jan_Kepler Jean –Pierre Vardet, "WSZECHŚWIAT" wyd. DELTA, Warszawa 2002r. Jerzy Kreiner, Astronomia z Astrofizyka, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1992 Kepler in Regensburg-Matthias Freitag http://de.wikipedia.org/wiki%C5%BbagC5%84 http://www.keplergesellschaft.de/KeplerFoederpreis/2006/Platz1_Faecheruebergreifend/Erdkude.html
69
6.
Aplikace Keplerových zákonů v satelitní technice v současnosti
6.1.
Vysvětlení tří Keplerových zákonů
Keplerovy výpočty oběžných drah planet
Astronomia Nova 1609
Harmonices Mundi 1619
70
Rudolfínské tabulky 1627
Rudolfínské tabulky jako základ pro satelitní techniku
71
Je třeba se ještě jednou vrátit k základním astronomickým dílům Keplera V roce 1609 zveřejnil ve svém díle Astronomia Nova“ první a druhý zákon o oběžných dráhách planet, které objevil na základě zhodnocení naměřených dat Tychona Braha. V roce 1619 následovalo dílo Harmonices mundi s výkladem třetího zákona. Teprve v roce 1627 uveřejnil Rudolfínské tabulky, jako své poslední souhrnné dílo jako základ pro výpočty v praktické astronomii. O tato tři díla se opíral Newton při vývoji svého gravitačního zákona. 1. zákon: Eliptické dráhy planet
Oběžné dráhy planet jsou elipsy, v jejichž společném ohnisku je Slunce nebo: Oběžná dráha družice (nebeské těleso, které obíhá planetu např. Zemi na stálé dráze) je elipsa. Jedno z jeho ohnisek je v centru systému Tento zákon vychází z Newtonova gravitačního zákona za předpokladu, že hmota centrálního tělesa je znatelně větší, než obíhajících těles a jejich vzájemné působení je zanedbatelné. Všeobecným řešením pohybových rovnic jsou kuželosečky, keplerovy dráhy.Ty jsou v případě uzavřených oběžných drah elipsy. Nepatrné odchylky od těchto drah se nazývají poruchy drah.Vznikají gravitační silou, která působí navzájem mezi planetami, jejími zploštěními, barycentrickými pohyby Slunce na základě vzájemné přitažlivosti planet a relativistických efektů, např. měsíc je tak silně ovlivněn, že je pouhým okem vidět, jak se jeho dráha odchyluje od ideální oběžné dráhy. Také u Merkuru zpozorovali astronomové již před dávnou dobou malé odchylky od eliptické oběhové dráhy. Vysvětlení pro tyto jevy poskytla teprve všeobecná teorie relativity. Těleso, které není gravitačně vázané na sluneční systém, tedy má příliš velkou rychlost, obíhá po hyperbolické dráze a systém opět opouští. 72
Druhý zákon(obsahy ploch):
Obsahy ploch opsaných průvodičem planety (spojnice planety a Slunce) za stejný čas jsou stejně velké. Kepler zformuloval tento zákon pouze pro planety a Slunce, platí však pro všechna vesmírná tělesa, i pro ty s neuzavřenou drahou. Z fyzikálního hlediska je tento zákon příkladem pro zákon zachování momentu hybnosti. Konstantní plošná rychlost vypovídá, že průvodič planety je spojnice hmotného středu planety s hmotným středem Slunce. Velikost i směr průvodiče se při pohybu planety kolem Slunce neustále mění. Průvodič však vždy za stejnou dobu opíše plochu se stejným obsahem. Oběžná rychlost planet se zmenšuje se vzrůstající vzdáleností od Slunce (těles od centrálního tělesa) a opačně. Střed oběžné dráhy je současně společným těžištěm centrální planety a jeho satelitů. Těžiště planet a Slunce leží uvnitř Slunce: Slunce není v pevném vztahu se sluneční soustavou, nýbrž je částečně ovlivněná obíhajícími planetami (délka a šířka Slunce). Jiné vlivy, jako např. vzájemná přitažlivost(gravitace) jednotlivých planet jsou pomíjivé a odchylky můžeme spatřit až po mnoha letech.
73
Třetí zákon: Poměr druhých mocnin oběžných dob(T)dvou planet je stejný jako poměr třetích mocnin jejich velkých poloos(a)(středních vzdáleností těchto planet od Slunce).
V kombinaci s Newtonovým gravitačním zákonem má třetí Keplerův zákon pro pohyb dvou hmotností M a m tento vzorec:
M= hmotnost Slunce m= hmotnost planety
přičemž přiblížení platí, když je hmota m zanedbatelně malá ve srovnání s M (např. ve sluneční soustavě). Podle tohoto vzorce můžeme určit celkovou hmotnost dvojité hvězdné soustavy z měření doby oběhu a jejich vzdálenosti. Kepler použil pro poloosy a ještě střední vzdálenost od Slunce(ve smyslu středu vzdálenosti od perihélia a afélia ) Dnes se používají vhodné definice středního objektu. I když tyto tři Keplerovy zákony exaktně popisují pohyb planet jako problém dvou těles, jsou obecně dobrým přiblížením skutečnosti. Také pro tento zákon platí kosmologický princip, podle kterého v celém universu platí, že heliocentrický princip naší sluneční soustavy je -pro nás- nejdůležitější. Totéž platí pro měsíce, družice, asteroidy, hvězdokupy a prstence Jupitera a Saturnu. Přihlédneme-li k rozdílným hmotnostem dvou vesmírných těles v rámci problému tří těles, vypadá exaktní formulace třetího Keplerova zákona takto:
74
Pravděpodobně je odchylka důležitá teprve tehdy, mají-li oba objekty různou hmotnost a centrální objekt má hmotnost M a příliš se neliší o hmotnosti jedné z družic. Přesto jsou Keplerovy zákony základem určení drah planet
6.2. Důkaz druhého a třetího Keplerova zákona s pomocí rotačního impulsu a Newtonova gravitačního zákona Důkaz 2. Keplerova zákona Sledujme nyní jeden hmotný bod hmoty m, který se nachází v bodě v blízkosti perihélia (P). pohybuje se v časovém intervalu úhlovou rychlostí do , přičemž průvodič prochází úhlem . Po nějaké době se nachází hmotný bod v blízkosti afélia (A) v bodě . Pohybuje se ve stejné, časovém intervalu s úhlovou rychlostí do , přičemž průvodič prochází úhlem . Pro kruhový pohyb musí platit:
Q2
P2 Q1
Δφ1
Δφ2
P1 dráha ds v čase dt:
ds = ω r dt dA = ½ r ds dA
Δφ
ds
dA = ½ r2 ω dt z toho vyplývá pro: ΔA = ½ r2 ωΔt platí:
r
ωΔt= Δφ ΔA = ½ r2 Δφ 75
Platí pravidlo zachování momentu hybnosti: L
= J ω = konstanta
Za J dosadíme moment setrvačnosti:
a
(jednoduchá tělesa)
a
a za úhlové rychlosti:
pak získáme: Hmotu krátíme a vynásobíme
ΔA =
na obou stranách:
1 2 r1 * ω * Δt 2
Z toho vyplývá, že za stejnou dobu opíše průvodič plochu se stejným obsahem.
Důkaz 3. Keplerova zákona Domněnka: Hmotnost m se pohybuje po téměř kruhové dráze kolem Slunce.
a r = dostředivé zrychlení na oběhové dráze T = čas oběhu Země kolem Slunce
m E = hmotnost Země mS = hmotnost Slunce
v = oběhová rychlost Země kolem Slunce oběhová rychlost Země kolem Slunce : v2 4r * π 2 2r * π => a r = 1. v = ; ar = T r T2 2.
FG = m E ∗ a r => a r =
3. I.
4 * rπ 2 FG = mE T2
FG mE II. FG = G * 76
mF * mS (Newton) r2
II. v I.:
4 * rπ 2 G * m s = T2 r2
změněno :
T2 4π 2 = =K r 3 G * ms
r= přibližně velké poloose a eliptické dráhy
T12 T22 T2 = K => = = .... a3 a13 a 23 Protože planety jsou nejen pod vlivem přitažlivosti Slunce, ale i vzájemné, odchylují se jejich skutečné dráhy, vlivem porušení gravitace, částečně od Keplerových elips.
Autor: Julian Aumer Prameny: http://www.Kepler-archiv.de/bilder.htm Kepler Museum Regensburg http:eu.wikipedia.org./wiki/Astrnomia_Nova Physik für Fachhochschulen und technische Berufe, Heywang, Treiber,Herberg.Neft Verlag Handwerk und Technik, 30. Auflage http://de.wikipedia.org/wiki/Keplersche_Gesetze
77
6.3 Základní výpočty k satelitní technice 6.3.1 Výpočet zemské hmotnosti Zemskou hmotnost je možné vypočítat pomocí gravitačního zákona F = G a Newtonova zákona F = m1 x g. Oba zákony stejně popisují sílu působící na předmět blízký povrchu Země, obě formule je možné spojit a uzpůsobit podle zemské hmotnosti. Známé veličiny: Tíhové zrychlení: 9,81 Zemský poloměr: 6378 km Gravitační konstanta: 6,67259
byla zjištěna
přesnými pokusy. Přitom byla zjištěna přitažlivost dvou koulí úhlem odklonu, který vzniká gravitační silou. Tudíž: FFGGG == FF G = m1 g m1: hmotnost objektu v kg
Tento obrázek ukazuje stavbu takového pokusu.
m2: hmotnost Země v kg g: zrychlení Země v Podle m2 se mění (hmotnost Země), přitom se krátí m1 z rovnice: m2 = g Všechny veličiny jsou dány, lze jen dosadit: m2 = 9,81
= 5,98
(
)
2
m 6,38 × 10 6 m × kg × s ² × s² 6,67259 × 10 −11 × m 3
× 10 24 × kg
78
Bildquelle: http://www.pi5.unistuttgart.de/lehre/hauptseminar2001/Gravitat ionskonstante/Gravitation_2ndversionDateien/image044.jpg Pořízeno dne: 16.07.07
6.3.2. Těleso na oběžné dráze – výpočet 1. kosmické rychlosti satelitu ve výšce 130 km včetně doby oběhu 1.kosmická rychlost (ruský výraz) nebo oběhová rychlost (výraz USA) uvádí rychlost, kterou potřebuje předmět, aby (při odporu vzduchu = 0) zůstal na oběžné dráze blízké Zemi. V komixu Asterix dobývá Řím vrhá Obelix kopí, které jednou oběhne Zemi a tím zasáhne soupeře zezadu. Aby to bylo možné, musel by Obelix vrhnout kopí rychlostí rovné 1.kosmické rychlosti. Pramen: http://www.elsenbruch.info/ph1 1_down/OHP_Asterix_Speerw urf.jpg; Aufruf: 16.07.07
Předpokladem pro stálou oběžnou dráhu musí být gravitace FG = FZ - odstředivé síle pro družici ve výšce 130 km, platí pro r: zemský poloměr re + výška oběž.dráhy h r = re + h = 6378 km + 130 km = 6508 km 79
FG= G ×
Gravitační síla:
m1 × m2 r²
FZ = m 1 ×
Odstředivá síla:
v² r
Oba výrazy jsou srovnány: FG = FZ G×
m1 × m2 v² = m1 × r² r
Logicky vzato nehraje hmotnost objektu roli a dá se z rovnice vypustit. Hledá se rychlost na oběžné dráze, stanoví se v a dosazuje se: (m 2 = hmotnost Země; G = gravitační konstanta; r = vzdálenost objektu od těžiště Země). v=
G×
m2 r 1
⎛ m3 5,98 × 10 24 kg ⎞ 2 ⎟ × v = ⎜⎜ 6,67259 × 10 −11 kg ⋅ s ² 6,51 × 10 6 m ⎟⎠ ⎝ v = 7,83
km s
Aby bylo možné spočítat dobu oběhu, dosadí se úhlová rychlost:
ω=
2×π do vzorce pro rychlost na dráze v = ω × r a stanoví se T. T
Tím platí:
T=
Zároveň platí:
2×π × r v 4 ×π 2 × r3 T² = G × m2 ⎛ 4×π 2 × r3 ⎞ ⎟⎟ T = ⎜⎜ × G m 2 ⎝ ⎠
80
Vzorec se získá dosazením v =
Dosazení
T=
2×π × r v
G×
2×π × r m2 in T = v r
přináší:
T=
2 × π × 6,51 × 10 6 m m 7,83 × 10 3 s
T = 5,22 × 10 3 s To odpovídá době oběhu 1hod. a 27 min. Různé výšky s rychlostí a časem oběhu objektu na dráze: výška nad povrchem
rychlost
čas oběhu
0 km
7.910 m/s
1 hod. 24 min.
200 km
7.790 m/s
1 hod. 28 min.
300 km
7.730 m/s
1 hod. 31 min.
500 km
7.620 m/s
1 hod. 35 min.
1.000 km
7.360 m/s
1 hod. 45 min.
2.000 km
6.900 m/s
2 hod. 04 min.
5.000 km
5.920 m/s
3 hod. 21 min.
10.000 km
4.940 m/s
5 hod. 48 min.
20.000 km
3.900 m/s
11 hod. 49 min.
35.800 km
3.080 m/s
24 hod. 00 min.
50.000 km
2.660 m/s
1 den 12 hod.
1.020 m/s
27 dní 7 hod.
Geostacionární vzdálenost:
Vzdálenost Měsíce: 384.000 km
81
6.3.3. Výpočet 2. kosmické rychlosti – rychlost úniku z gravitačního pole Země Při druhé kosmické rychlosti se jedná o rychlost, popř. kinetickou energii, kterou musí mít objekt, aby se bez další energie odpoutal z gravitačního pole. Pro překonání gravitačního pole Země musí být kinetická energie přinejmenším tak velká jako potencionální energie v gravitačním poli Země:
EpotGrav. = EkinObj.
G×
m1 × m2 1 × r = × m1 × v ² r² 2
m1 se dá z rovnice vykrátit, stejně tak jako r2 vůči r ve jmenovateli:
G×
m2 1 = × v² r 2
Pak v odpovídá:
v=
2 × G × m2 r
m3 2 × 6,67259 × 10 × 5,98 × 10 24 kg kg ⋅ s ² 6,51 × 10 6 m −11
v=
v = 11,1 x 10 3
m s
6.3.4. Spojovací manévr vesmírných těles na oběžné dráze Space Shuttle byl vypuštěn do vesmíru, aby dopravil náklad, potřeby i astronauty na mezinárodní stanici (ISS).
82
Pro zjednodušení překládky se přestupní stanice nachází na téže oběžné dráze jako ISS. Jestliže je vzdálenost obou vesmírných těles několik tisíc km, nemusí letící těleso zrychlovat, aby se spojilo s ISS, nýbrž musí být zbržděno. Zbrždění ovlivní klesání Space Shuttle na spodní oběžnou dráhu, čímž se na základě blízkosti k Zemi znovu zrychlí (2. a 3.Keplerův zákon). To znamená, že rychlost Space Shuttle roste a doba oběhu se zkrátí. Zbrzděný Shuttle dostihne vesmírnou stanici, i když na nižší oběžné dráze. Vyzdvižením Shuttle na původní dráhu může dojít ke spojení, které je řízeno počítačovými optickými systémy.
Agena-cílová vesmírná loď během spojovacího manévru ve vesmíru 16.3.1966 viděná Gemini 8. Pramen: http://www.avgoe.de/StarChild/IMAGES/STARCH00/scientists/gem ini_docking.jpg Pořízeno dne: 16.07.07
83
Snímek NASA (National Aeronautics and Space Administration) spojení Space Shuttle "Atlantis" s ISS. Quelle: http://www.spiegel.de/img/0,10 20,698814,00.jpg Aufruf: 16.07.07
Autor: Sebastian Schmidt Prameny: http://www.cdrnet.net/ws/physik2/zcontent.asp?page=seite1_anwendungen letzter Aufruf der Seite am 17.07.07 http://www.weitensfelder.at/Eleonore/Gravitation/Gravitation.PDF letzter Aufruf am 17.07.07 http://de.wikipedia.org/wiki/Fluchtgeschwindigkeit letzter Aufruf am 17.07.07
84
6.4. Přehled typů satelitů a jejich využití Satelity na kruhových drahách – např. geostacionární
Low-EarthOrbit-satelit -eliptická dráha ve výšce 2001200 km -vesmírný; -špionážní -astronomické -výzkumné; -vojenské; -globální komunikační systémy (satelity podporující vysílání a příjem)
Typy satelitů
MediumEarthOrbit-satelit ve výšce 1000-3600 km -eliptická a rovníková dráha -globální komunikace (Telefon, Mobilní telefon, Navigace, GPS)
HighlyElipticalOrbit-satelit (0,2 ,15)*103 (50-400)*103 km – vesmírné teleskopyTransfer -f, vesmírné lodě směřující na Měsíc
Satelity na eliptických drahách - např. polární
Geostacioná rní satelit (rovníkový) ve výšce -36000km téměř kruhová dráha komunikace, meteorologic ké satelity -televize rozhlas dálková komunikace
Sluneční synchronní satelit polární satelit -400-1000km -eliptické dráhy -výzkum Země Meteorologie – - výzkum
Dodatek: Satelity s Highly- Elliptical- Orbitem se pohybují na velmi zakřivených drahách. Perigeum leží např. mezi 200 a 15000 km a Apogeum v 50 000 bis 400 000 km. Autor: Jaroslaw Szymelfenig Prameny: http://de.wikipedia.org/wiki/Satellitenorbit http://de.wik http://de.wikipedia.org/wiki/ERS_(Satellit) „Fazination Natur und Technik” ADAC- Verlag 1996
85
6.5. 6.5.1.
Použití geostacionárních satelitů Vysvětlení pojmů
Oběžná dráha
Geostacionární oběžná dráha
Geostacionární dráha(36000km výška – např. Meteosat) Quelle:www.ipn.uni-kiel.de/projekte/a7_2/umlauf.htm
Geostacionární družice se pohybuje ve výšce cca 36.000 km nad rovníkem synchronně se Zemí. Pohybuje se tedy stejnou úhlovou rychlostí jako Země. Při pozorování ze Země je družice stále na stejném místě. Takže prostřednictvím 3-4 satelitů na téže dráze je možné obsáhnout každý bod na Zemi. K dopravení na oběžnou dráhu jsou potřeba velké a drahé nosiče. Umístění na dráhu se děje postupně. Družice startuje východním směrem, využívá rotace Země. Jako mezidráha slouží rovníková oběžná dráha ve výšce 400 km. Odtud je vynesen na požadovanou vyšší eliptickou přechodnou dráhu zapálením pohonných mechanismů. V této geostacionární výšce je dalším zažehnutím eliptická dráha zaoblena. Ze všech satelitních drah je geostacionární dráha nad rovníkem nejčastěji používaná. Využití podléhá mezinárodním pravidlům, ale je tu nebezpečí jejího přeplnění. Použití družic je mnohostranné (zpravodajské, televizní, telefonní, pozorování země).
86
Např. oběžné družice jsou využívány k pozorování a mapování stavů Země. Slouží obzvláště ke zkoumání zemské atmosféry (struktura, koncentrace plynů, výskyt izotopů, určení teploty, měření tlaku), půdy (vegetace, bonita půdy, monitorování katastrof), mořských ploch (teplota, slanost, výskyt řas, znečištění) a póly (změny ledové pokrývky). Cílem pozorování je přesný obraz atmosféry světových moří, teploty a vyzařování Země, vegetační pokrytí, zachování půdní eroze, aby bylo s těmito daty umožněno předvídat budoucí a historický vývoj Země. 6.5.2. Nasazení METEOSATU jako satelitu na geostacionární oběžné dráze Tyto geostacionární satelitní systémy slouží v první řadě k pozorování a předpovědi počasí. EUMETSAT řídí satelity. Vývoj přebírá ESA (European Space Agency). Družice posílají z pozice od 0° zeměpisné délky ve vzdálenosti 3600 km od rovníku údaje o počasí z Afriky, Evropy, východního Atlantiku a varují také před Tsunami. 1977 startovala první družice této série, 2007 startoval Meteosat 9. Plánovány jsou do roku 2018. Meteosat 1-7 vysílá každou půl hodinu snímky, které zpracovává do 5 minut a posílá zákazníkům, např. německé meteorologické službě. Při otáčení družice kolem vlastní osy je Země obkroužena komplikovaným systémem zrcadel od severního až k jižnímu pólu. Nevýhoda je, že záření v oblasti pólu způsobuje nepřesné vysílání snímků rovníkovou drahou. Družice nejnovější generace (Meteosat 8) může zachytit celkové meteorologické dění včetně směru větru a jeho rychlosti. Quelle:// http:de.wikipedia.org/wiki/Meteosat
Meteosat - 2. generace
87
Snímek Meteosatu 9 z polohy nad rovníkem (Guinea 0° severní šíře 0° východní délky). Snímek z 10.10.2007.
Quelle:htpp://members.vol.at/vorarlberg.wetter/meteosat.htm 6.5.3. Výpočet dráhy pro geostacionární družice (METEOSAT) Pomocí 3.Keplerova zákona se dá dráha satelitu vypočítat. (pomocný výpočet K pomocí měsíce jako družice Země) Ts čas oběhu družice kolem Země (24h)
Ts2 Tm2 = =k rs3 rm3
rs poloměr oběžné dráhy kolem Země Tm čas oběhu Měsíce kolem Země (27,3dnů)
Ts2 rs = 3 2 ⋅ rm Tm
rm velká poloosa oběžné dráhy Měsíce kolem 2
Země 384 400 km
⎛ 24h ⎞ rs = 3 ⎜ ⎟ ⋅ 384400km 27 , 3 ⋅ 24 h ⎝ ⎠ rs = 42284km Body výpočtu se vztahují ke středu Země a středu družice, aby se vypočetla vzdálenost od Země, musí se odečíst zemský poloměr.
88
rZemský
povrch
rZemský povrch
rZemský
povrch
= rs − rRadius poloměo Země =42284km−6370km ≈ 36000km
V této výšce obíhají všechny geostacionární družice Země.
Satelit na geostacionární dráze
Autoři: 6.51. – 6.5.2. Richard Schuster 6.5.3. Martin Zumbil Prameny: http://de.encarta.msn.com/encnet/RefPages/RefArticle.aspx?refid=761567979 http://members.vol.at/vorarlberg.wetter/meteosat.htm http://www.ipn.uni-kiel.de/projekte/a7_2/umlauf.htm Fazination Natur und Technik S. 555 ADAC Verlag 1996 Podklady FOS Regensburg
89
6.6. Využití satelitů na polární oběžné dráze 6.6.1. Vysvětlení pojmů
polarní satelit např. MetOp ve výšce 820 km Geostacionární satelity sice pokryjí celou Zem, ale příjem je v polárních oblastech velmi slabý, protože signál v polárních oblastech, které leží daleko od rovníku, je měřen pod plochý úhlem. Rozlišení obrazů není moc kvalitní. Ideální pro tuto oblast jsou polární MetOp satelity, jako dobrá kompenzace geostacionárních meteorologických satelitů. Vykazují velké rozlišovací schopnosti obrazů z polárních a severních regionů. Polární oběžná dráha, na které se pohybuje satelit v malé výšce nad polem, je téměř kruhová. Satelit obíhá zeměkouli podélně paralelně od severu na jih, přičemž se Země otáčí od východu na západ. Tak je pokryto každé místo na Zemi, i když ne vždy. Polární dráhy jsou tedy vhodné zejména pro zeměměřičství, pozorování životního prostředí, počasí, vojenské účely. Satelit na polární dráze by měl pokud
90
možno kontrolovat za denního světla přibližně ve stejnou dobu stejné území. Zde však vzniká problém, neboť vzhledem k naklonění zemské osy je zeměkoule při svém otáčení různě osvětlena ( roční období).Týká se to slunečního záření a velikosti úhlu osvětlení. Je potřeba toto vyrovnávat. Polární satelit je vystřelen na oběžnou dráhu synchronizovanou se Sluncem. Řídící jednotka se postará o to, aby dráha satelitu byla v každé roční době stejná , ve vztahu ke slunečním paprskům dopadajícím na Zemi.
zima
dráha satelitu
Země
podzim
jaro
Slunce
léto
Čím je dráha elipsovitější, tím větší je rychlost satelitu v blízkosti Země. Pohybová energie je nezávislá na formě dráhy, pokud poloměr oběžné dráhy podélné osy odpovídá elipse. Proto stačí malá pohonná jednotka zažehnutá ve správnou dobu k tomu ,aby změnila oběžnou dráhu. Eliptické přechodové dráhy jsou tedy velmi vhodné na transport satelitů na vzdálené oběžné dráhy, např. televizní satelity nebo satelity na výzkum magnetického pole Země.
91
6.6.2. Nasazení MetOp-A, jako satelitu na polární oběžné dráze
Jako příklad využití satelitu na polární dráze jsme vybrali Metop-A. MetOp (Meteorological Operational satellite) se jmenuje série tří evropských meteorologických družic s blízkou polární oběžnou dráhou. MetOp byl vyvinut evropským provozovatelem meteorologických družic EUMETSAT a světovou agenturou ESA ve spolupráci s podnikem EADS, francouzskou agenturou CNES a US - úřadem NOAA pro EUMETSAT polární systém (EPS). EPS slouží operativní meteorologii a pozorování klimatu. Zpracováním snímků, lepším pozorováním polárního regionu a severního Atlantiku a měřením teploty a vlhkosti dosud nedosaženou přesností přispěl MetOp k prodloužení spolehlivosti intervalu předpovědi ze 3 na 5 dní. Blízká polární oběžná dráha MetOp – družice se stává ideálním doplněním geostacionárních meteorologických družic řady Meteosat. Malou výškou cca 820 km je zpracování zobrazujících senzorů podstatně lepší než u geostacionárních družic, které pracují ve výšce 35.000 km. Ovšem zmenšuje se ve stejném měřítku zorné pole přístroje. Družice s polární oběžnou drahou mohou za jediný den obsáhnout celou plochu Země, určitá oblast může být pozorována MetOp během oběhu jen jednou za 15 minut, zatímco geostacionární družice pokryje souvisle jen jedinou oblast.
92
První družice (MetOp-A) se startovní hmotností 4.093 kg startovala dne 19. října 2006 středoevropského času z Bajkonuru. Jako nosič sloužila modifikovaná raketa Sojuz-2-1a/Fregat 69 minut po úspěšném startu byla MetOp-A odpojena od vyššího stupně Fregat a má od začátku 2007 snímat provoz. Obíhá Zemi na polární oběžné dráze (přesněji řečeno synchronně se Sluncem) ve výšce 820 km se sklonem 98,72°. Následná družice MetOp-B má startovat podle soudobého plánu v r. 2010 s další sovětskou raketou . Start třetí družice MetOp-C je plánován na rok 2015. Družice se skládá ze dvou modulů. Servisní modul obstarává zásobování energií, zabezpečení polohy a řízení (S-Band – přenos telemetrie) a byl vyvinut ve Francii na bázi SPOT – pozorovacích družic. Nákladní modul (payload module) obsahuje nástroje a přenos dat na Zemi a byl vyvinut v Německu (Friedrichshafen). Satelit pozoruje svými 13 přístroji vývoj počasí. Některé z nich jsou srovnatelné s přístroji americké NOAA-18- meteorologickými družicemi, které plní podobnou funkci. Kromě toho vysílá MetOp údaje o životním prostředí. K tomu měří teplotu a vlhkost, jakož i stopové plyny v atmosféře jako ozon, CO, CO2, oxidy dusíku, síry a metan. 6.6.3. Výpočet oběžné dráhy MetOp-A kolem Země Doba oběžné dráhy satelitu MetOp má být propočítána pomocí dat z Landsatu 4. Landsat 4 startoval v r 1982 na polární oběžné dráze ve výšce 705 km. Je to civilní pozorovací satelit ke zkoumání povrchu Země. (mapování přírodních zdrojů). Doba oběhu je 100 min. K propočtu doby oběžné dráhy MetOp-a je opět použit 3.Keplerův zákon. Landsat 4 H=705 km RZemě = 6370 km Voběžná dráha = 705+6370=7075 km Toběh = 100 min
93
Propočet Keplerových konstant z daty z Landsatu 4 Tsy 2 =K Vsy 3 2 10000 min 2 100 2 min 2 -6 min = = 0,028*10 70,7533 km 3 70,75 * (10 2 ) 3 km 3 km 3
K=0,028*10-6
min 2 km 3
Metop-A Ts - ? (doba oběžné dráhy MetOp a kolem Země) H= 820 km RZemě = 6370 km Voběžná dráha=820 + 6370 =7190 km (rádius oběžné dráhy satelitu kolem Země Vs) K=0,028 * 10-6 2 Ts -6 min =0,028 * 10 Vs km 3
min 2 km 3 * min 2 3 2 3 -6 Ts =Vs * 0,028 * 10 km 3 = 71,9 * (10 ) * 0,028 * 10 = 371694,9 * km 3 2
3
-6
0,028 min2= 10407,7 min2 Ts= 10407,4 min 2 = 102 min MetOp-a oběhne Zemi 14x za den( Landsat 4 cca 14,5 x) Autor: Krzysztof Burak Zdroje: www.google.pl\grafika\metop-a www.wikipedia.pl/satelita/metop-a www.ipn.uni-kiel.de/projekte/a7_2/umlauf.htm „Fazination Natur und Technik” AdAc- Verlag 1996
94
7.
Vliv Koperníka a Keplera na způsob myšlení postmoderního člověka v souvislosti s poznatky získané pomocí techniky diskusní příspěvky jednotlivých skupin z Gronowa, Prahy a Řezna
7.1. Polská skupina z Gronowa Koperníkův objev změnil pohled člověka na vesmír. Do té doby si člověk myslel, že Země je centrem vesmíru a lidstvo tak stojí v jeho středu. Zjištění, že Slunce je centrem našeho slunečního systému, změnilo pozici člověka ve vesmíru i na Zemi. Samozřejmě Koperník pokládal heliocentrický obraz vesmíru za jediný správný. Skutečnost, že Země spolu s ostatními planetami obíhá Slunce, pomohla pochopit takové úkazy, jako například svítání a západ slunce. Pokud by Koperník toto neobjevil a dále nerozvíjel, pravděpodobně by se astronomie ubírala zcela špatným směrem. V současnosti jsou objevovány stále nové hvězdné systémy, které jsou vlastně naší sluneční soustavě velmi podobné. Objevení různých hvězdných seskupení nám přineslo poznání, že Země se svými obyvateli není vlastně ve vesmíru nic zvláštního. Keplerovy objevy a formulace jeho tří zákonů, které vysvětlují pohyb planet ve sluneční soustavě, měly velký význam. Díky těmto objevům můžeme dnes mimo jiné změřit oběžnou dráhu každé planety a srovnat ji s oběžnou dráhou Země, stejně jako využívat umělé družice. Tři Keplerovy zákony se staly výchozím bodem pro formulaci komplikovaných výpočtů oběžných drah planet. Bez těchto zákonů by bylo obtížné objevovat nové planety v nových hvězdných galaxiích. Autoři: Skupina z Gronowa
95
7.2. Česká skupina z Prahy, Vliv Keplera a Kopernika na myšlení postmoderního člověka Celá staletí se lidé domnívali, že Země je středem vesmíru. Tento názor se zdál být logický, protože když se podíváme na oblohu, opravdu to vypadá, jako by planety, hvězdy, všechna tělesa a Slunce, které každý den vychází a zase zapadá, pouze obíhaly, rotovaly a různě se pohybovaly a uprostřed toho všeho pohybu stojí na stále stejném místě Země, která nevykazuje žádné známky pohybu. Proč se lidé domnívali, že zrovna Země by měla stát uprostřed všeho toho pohybu? Proč se lidé domnívali, že by ostatní planety a dokonce i Slunce měly obíhat zrovna Zemi? Odpovědí je učení církve o vzniku světa a jednoduše také to, že když se podívali na oblohu, tak to tak viděli. Podle církve Bůh stvořil Zemi, světlo oddělil od tmy, oblohu oddělil od vod a nazval ji nebem, pak stvořil světla na nebesích, aby oddělovala den od noci, odměřovala čas a osvětlovala Zemi. Větší světlo (Slunce) mělo držet správu nad dnem, menší (Měsíc) spolu s hvězdami nad nocí. Všechna tato tělesa se pohybují po nebeské klenbě a ve středu stojí Země. Již ve starověku byly vysloveny první názory o tom, že středem vesmíru je Slunce (např. Aristotelés, Aristarchos), ale církev později tyto názory zavrhla a zakázala. V 16. století renesance přinesla další nové názory na pohyb nebeských těles a celý vesmír. Mikuláš Kopernik a Johannes Kepler vypracovali své heliocentrické teorie a zákony pohybu planet. Tyto teorie velmi významně ovlivnily celou dosavadní vědu i společnost. Církev proti těmto názorům a zákonům protestovala a postupně se jí podařilo dokonce je zakázat. Přesto Kepler i Kopernik významně ovlivnili myšlení celé společnosti a vývoj astronomie. Řada vědců vycházela z jejich teorií. Isaac Newton čerpal z Keplerových zákonů pro svou teorii gravitace. Galileo Galilei podporoval Kopernikovu představu o heliocentrickém systému a tvrdil, že Slunce je středem vesmíru a vesmír je nekonečný. Keplerovy zákony jsou platné dodnes, díky nim víme, že je možné, aby kolem Země obíhala umělá družice, a díky jeho zákonům snad každý člověk ví, že Slunce, nikoli Země, je středem sluneční soustavy a planety kolem něj obíhají. Díky Galileovi víme, že planety obíhají kolem Slunce proto, že Slunce má větší gravitaci, a i on své poznatky postavil opět na poznatcích Keplera. Dnešní poznatky o sluneční soustavě a pohybu těles, tak jak je známe a učíme ve škole, jsou zákony, s kterými přišel v 16.
96
století právě Johannes Kepler. Tyto zákony ovlivňují život každého člověka, žijícího v moderní společnosti, protože ať už jim věří či ne, určitě se s nimi aspoň někdy setkal, protože na to, že Slunce je středem sluneční soustavy a planety obíhají po elipsovitých dráhách, dnes člověk narazí v každé encyklopedii, ve škole ve fyzice nebo v zeměpisu a tento model sluneční soustavy je obecně ve společnosti považován za jakousi nevyvratitelnou pravdu a skutečnost. Vedoucí práce: Martina Soušková
97
7.3. Německá skupina z Řezna Na základě Koperníkových objevů a těch, kteří tyto myšlenky dále rozvíjeli, se člověk dostal z centra veškerého bytí na okraj vesmíru. V dnešní době již nemůžeme sdílet pocity nejistoty, kterou pociťovali lidé dříve (16.17. století) v souvislosti s Koperníkovými a Keplerovými teoriemi. Nadvláda člověka ve vesmíru nebyla již na základě vědeckého pokroku a toho, že náboženství stálo v pozadí, již podstatná. Podle mínění naší skupiny to byla pouhá náhoda, že vznikl život zrovna na Zemi. K tomu patří také fakt, že naše souhvězdí patří k jednomu z menších sluncí, spaluje vodík na základě menšího vnitřního tlaku pomaleji a tak se mohla vyvinout životní forma. Kromě toho bylo pouhou náhodou i to, že naše planeta při vzniku naší sluneční soustavy narazila na jinou planetu a tím vytěsnila Měsíc.(Obě planety se spojily na základě velké energie v jedinou planetu, v Zemi). Měsíc brzdí Zemi v rychlosti otáčení, čímž mohl vzniknout rytmus den-noc, který je důležitý pro život. Takovýto seznam nahodilých událostí bychom mohli ještě více rozšiřovat. Myšlenka, která byla ve středověku velmi rozšířená, že existuje nebe-země-peklo, že člověk je unikát a jedinečný výtvor Boha, se téměř vytratila. Konstanta zformulovaná ve 3.Keplerově zákonu a její využití v našich výpočtech , nás donutila přemýšlet o množství přírodních zákonitostí. Konečné hodnocení těchto zákonitostí není v současné době možné. Pokud vůbec něco takového existuje, není to ještě dořešené. I malé změny zákonitostí by mohly ovlivnit nebo znemožnit život závislý na uhlíku, tak jak jej známe, ale zda by to znemožnilo i existenci jiných forem života, o tom lze diskutovat. Zaostření na život založený na uhlíku se nazývá "uhlíkový šovinismus". Existují argumenty, že při změně přírodních konstant by mohly vzniknout jiné formy života, které nepotřebují k životu uhlík. Na druhé straně jsou uváděny potřebné vlastnosti, které musí ve vesmíru existovat, aby mohl vzniknout život. Přes všechny vědecké pokroky je pro mnoho lidí důležité znát příčinu vzniku světa (Velký třesk). Naplnění této myšlenky nachází v něčem nadpřirozeném, v Bohu. Toto nadpřirozeno může být ztvárněno jednou osobou nebo nějakou neznámou silou. O tom, zda existuje Bůh, se naše skupina nemohla shodnout. Část spíše v Boha nevěří, pro toto tvrzení si každý musí najít své důvody, druhá část skupiny je 98
přesvědčena, že Bůh musí existovat, protože Velký třesk nebyl ještě vědecky dokázán a pravděpodobně nikdy nebude, proto musí být něco nadřazeného. Tato víra však ještě není motivem k vědeckému myšlení. Tuto koexistenci nazýváme v současné době tzv. Double -Bind. Podle různého způsobu myšlení ( věda-víra) můžeme dojít k nějakému cíli. Obojí se vzájemně nevylučuje. Autoři: Skupina z Regensburgu Prameny: http://de.wikipedia.org/wiki/Kosmologie http://de.wikipedia.org/wiki/Feinabstimmung_der_Naturkonstanten http://www.phillex.de/wende.htm
99
