Používáte starou verzi internetového prohlížeče. Doporučujeme aktualizaci na nejnovější verzi. Některé funkce portálu nemusí být podporovány.
Pravděpodobně máte vypnutý JavaScript. Některé funkce portálu nebudou funkční.
Češi zrekonstruovali slavný záběr Einsteinova zatmění Slunce
Čeští vědci omladili, vylepšili a obarvili jeden z nejslavnějších snímků v historii fyziky. Originál z roku 1919 byl prvním praktickým důkazem Einsteinovy obecné teorie relativity. Pro Velikonoční pondělí 2021 si Asociace univerzit pro výzkum vesmíru NASA jako Geovědecký snímek dne vybrala tuto fotografii původně vzniklou před necelými 102 lety, nyní ji čeští vědci oživili v barvách a předtím neviděných detailech. Na renovaci snímku se podílel Miloslav Druckmüller z Fakulty strojního inženýrství VUT.
Snímek vznikl během výpravy Královské greenwichské observatoře, která měla hlavní úkol: pořídit co nejlepší snímek zatmění Slunce. Tak dobrý, aby na něm bylo vidět, nakolik gravitace naší hvězdy ohýbá světlo hvězd v jejím okolí. Úkolem expedice bylo ověřit, že gravitace Slunce ohýbá světlo v takové míře, jak předpovídala dnes slavná, v té době jen pár let stará obecná teorie relativity.
Einstein, v té době už slavný fyzik, se dopracoval ke skutečně správné podobě svých rovnic gravitačního pole. Musel o jejich správnosti ovšem přesvědčit zbytek světa. Některé kolegy se mu podařilo přesvědčit poměrně rychle, ale matematika za jeho objevem byla složitá a nebyla přístupná ani řadě fyziků, natož laické veřejnosti. Srozumitelnějším důkazem by bylo měření praktických dopadů nového pojetí gravitace v praxi. Poprvé se to podařilo díky planetě Merkur. Jak si všimli astronomové i bez Einsteinova postrčení, její dráha tak úplně neodpovídá tomu, co předpovídá klasická newtonovská teorie. To byl první doklad správnosti obecné teorie relativity, který Einsteionovi osobně velmi pomohl. Ale do povědomí veřejnosti se zapsala především nyní oživená fotografie zatmění z roku 1919.
Rekonstruovaný snímek úplného zatmění Slunce 29. května 1919 | Autor: ESO/Landessternwarte Heidelberg-Königstuhl/F. W. Dyson, A. S. Eddington, & C. Davidson, P. Horálek/Fyzikální ústav v Opavě, M. Druckmüller/VUT
Snímek zachycuje Slunce ve chvíli, kdy je téměř celý kotouč zakryt Měsícem. Díky tomu je vidět sluneční koróna – rozevlátá plazmová obálka Slunce tvarovaná jeho magnetickým polem. Koróna je dosti „košatá“, protože zatmění proběhlo v době, kdy Slunce bylo poměrně aktivní. Na snímku lze vidět četné magnetické smyčky, rozeznat jdou i sluneční magnetické póly (vlevo nahoře, vpravo dole). Zajímavá, byť ne z hlediska teorie relativity, je protuberance na snímku v pravé horní části. Protuberance je oblak chladnějšího plazmatu vznášejícího se nad slunečním povrchem. Nejde o nijak vzácný jev, ale vyfotit ho během úplného zatmění Slunce už vzácnost je. A zároveň jde o o největší protuberanci, která kdy byla během slunečního zatmění fotograficky zachycena.
Autory tehdejšího snímku zajímaly především poměrně špatně a slabě viditelné tečky vpravo dole, což jsou dvě hvězdy patřící do souhvězdí Býka. Díky zatmění jsou hvězdy dostatečně jasné na to, aby se daly vyfotografovat, i když leží tak blízko slunečního kotouče. Astronomové tak získali možnost porovnat polohu těchto hvězd na obloze během zatmění s jejich polohou v době, kdy se Slunce v jejich blízkosti nevyskytuje (tj. v noci.) Ukázalo se, že obraz hvězd je skutečně o něco posunutý.
Pro přehrávání videa je nutné povolit cookies typu Marketing. Změnu nastavení provedete zde. Video můžete otevřít v novém panelu.
O změření odchylky se pokusila v roce 1914 německo-americká expedice za zatměním na Krym. Ta ovšem měla nejprve smůlu na historické okolnosti: zatmění mělo být 21. srpna, hned 1. srpna však Rusko vyhlásilo válku Německu. Německá část expedice se tedy pozorování nemohla účastnit. Zbylým americkým astronomům nepřálo počasí. Následně 10. listopadu 1917 rozhodl britský Stálý výbor pro sluneční zatmění, že zorganizuje expedice do pásu dlouhého zatmění Slunce 29. května 1919. Expedice byly dvě, koordinované Frankem W. Dysonem a Arturem S. Eddingtonem. Jedna z nich, vedená Andrewem C. D. Crommelinem (1865-1939), putovala do brazilského Sobralu. Eddington pak vedl expedici na Princův ostrov ve Guinejském zálivu, tedy u západních břehů Afriky. Obě výpravy, i přes určité potíže s počasím a technikou, nakonec slavily triumf. Jejich snímky ukázaly mnohem větší posun zdánlivé polohy hvězd, než předpovídaly Newtonovy zákony.
Výsledky vyšly nejprve v odborném tisku, postupně ale obletěly celý svět a zajistily uznání jak členům expedice, tak samotnému Einsteinovi. Snímky pořízené během zatmění roku 1919 se zapsaly do dějin 20. století. Originály snímků ale nečekal slavný osud: originální desky se totiž ztratily. Existovaly naštěstí kopie, které byly rozeslány observatořím po světě, aby všichni vědci na vlastní oči viděli důkaz podporující teorii relativity. Jedna taková kopie snímku pořízeného výpravou, která zatmění fotografovala z ostrova Sobral u brazilských břehů, se dostala také na observatoř Landessternwarte Heidelberg-Königstuhl, která ji nedávno digitalizovala v rámci projektu HDAP (Heidelberg Digitized Astronomical Plates).
Petr Horálek z Fyzikálního ústavu v Opavě ve spolupráci s Evropskou jižní observatoří získal digitalizovanou kopii původní desky v nejvyšší možné kvalitě. Už na první pohled mu bylo jasné, že kvalita snímku zdaleka nedosahuje současných možností. Sken byl poškrábaný a plný prachových částic. A bylo z něj podle Horálka zřetelně vidět, že v době zatmění na Sobralu překážela oblačnost. Vědci se rozhodli snímek pomocí moderních postupů „vyčistit“ a upravit tak, aby vynikly skutečné struktury sluneční korony. Výsledek vylepšili pomocí programu NAFE Miloslava Druckmüllera z VUT, který je specialistou na astronomické snímkování a proslavil se například fotografiemi zatmění Slunce. Program umí zvýraznit i jemné detaily ve strukturách jinak spíše rozmazaných snímků, díky čemuž bylo možné získat ještě větší detaily ve sluneční koróně, ale hlavně v protuberanci, která se tehdy během zatmění ukázala. Nakonec ze známých barevných vlastností některých jevů na snímku dokázal Petr Horálek rekonstruovat barevnost celého obrázku.
