Historie astronomie › Astronomie ve starověku a antice

Astronomické poznatky v předantickém období

Astronomie je jednou z nejstarších věd. Její počátky sahají do období přibližně před šesti tisíci roky. Závislost vzniku a vývoje astronomie na potřebách zemědělských civilizací byla bezesporná, neboť zemědělské práce jakož i další dlouhodobější lidskou činnost bylo třeba plánovat. Proto astronomie jako první praktický problém řešila chronologii - určování času.

V prvním období vývoje astronomie nešlo o vědu v současném slova smyslu, nýbrž o neuspořádané dílčí poznatky získávané pozorováním oblohy, pohybů zdrojů světla na ní. Zpočátku lidé pozorovali Slunce, Měsíc a hvězdy. Postupně si začali uvědomovat, že hvězdy pohybující se od východu k západu každou noc jsou jedny a tytéž. Již tento elementární poznatek byl velkým pokrokem. Později lidé dospěli k poznání, že Měsíc a Slunce mění svoji polohu na obloze mezi hvězdami a souhvězdími. Střídání dne a noci vedlo ke vzniku první časové jednotky. Změny fází Měsíce umožnily zvolit časovou jednotku větší než den, od úplňku k úplňku 29,5 dne - synodický měsíc. Tato časová jednotka byla zaokrouhlována na 29 dnů respektive 30 dnů.

Složitější než sledování pohybu Měsíce bylo pozorování pohybu Slunce podél ekliptiky. Pojem roku jako časové jednotky se upřesňoval postupně, zřejmě v těsné návaznosti na rozvoji zemědělství, které bylo bezprostředně spjato se střídáním ročních období. To byl hlavní důvod, proč lidstvo přešlo od měsíčního k ročnímu kalendáři.

Vhodné podmínky pro zemědělství byly zejména v povodí velkých řek, kde vznikly první tzv. říční kultury v údolích velkých řek, Eufratu a Tigridu, Nilu, Žluté řeky, Jang-c-tiangu, Gangy. Astronomie se po ukončení malé doby ledové začala rozvíjet rovněž v západní Evropě a na americkém kontinentu.

V údolí Eufratu a Tigridu v Mezopotámii vznikla tři tisíce roků před naším letopočtem chaldejská civilizace, která stavěla velká města. V nich se nacházely astronomické observatoře - věže pro pozorování oblohy zvané zikhuráty. Ty společně s vhodnými pozorovacími podmínkami umožnily značný rozvoj astronomie. První písemné zmínky jsou z 2. tisíciletí př.n.l., největší rozkvět astronomie nastal v 7. - 6.st.př.n.l. v období tzv. asyrské astronomie.

Chaldejští astronomové pozorovali zejména Měsíc, Slunce a hvězdy, později i planety. Pozorovací údaje sloužily astrologii a chronologii. Orientace na pozorování Měsíce umožnila tvorbu měsíčního kalendáře, doba synodického měsíce se stala základem pro výpočet doby trvání roku, který měl stejně jako např. v Číně 354 dnů. Pomocí heliakických východů hvězd, které se opakují přibližně po 365 dnech, byla stanovena délka tropického roku. Časový rozdíl měsíčního a tropického roku byl řešen vkládáním přestupných měsíců.

Tabulka s klínovým písmem
 Výsledky pozorování poloh kosmických těles byly pomocí klínového písma zachycovány na hliněných tabulkách. Některé se dochovaly do současnosti i s uvedením jména pozorovatele - viz obr. Výpočty z astronomických záznamů dovolovaly předpovídat polohy Měsíce a Slunce. Je pravděpodobné, že Chaldejci znali cyklus zatmění saros - 18 roků 11 dní, ve kterém se zatmění opakují. Rovněž jim byl znám cyklus zatmění trvající 19 roků, který byl později nazván metonický na počest Řeka Metona, jenž ho okolo roku 433 př.n.l. podrobně analyzoval.

V 5.st.př.n.l. již chaldejští astronomové znali dobu oběhu nejjasnějších planet, pozorování pohybů planet tomuto stanovení muselo předcházet. Chaldejci rovněž znali zpětný pohyb a smyčky pohybu planet, explicitně Marsu. Tabulky pozorování Měsíce a planet byly zpracovány pomocí úhlové míry. Poměrně přesně byla chaldejským astronomům známa doba trvání synodického měsíce - 29,53 dne.

Počátky starověké egyptské astronomie sahají do 3. tisíciletí př.n.l. Egyptské zemědělství, využívající záplav Nilu, bylo těsně závislé na stupni vyspělosti astronomie. K pozorování kosmických těles byly budovány stavby, které současně sloužily i církevním účelům. Orientace hlavních os staveb svědčí o tom, že jejich stavitelé znali směry základních světových stran.

Egyptská astronomie rovněž sloužila astrologii a chronologii, z prvního pozorování heliakického východu Siria - Sotise v roce byla určována doba příchodu záplav Nilu. Egyptský rok s 365 dny byl rozdělen na 12 měsíců po 30 dnech, na konci roku byl doplněn na 366 dnů.

Hvězdy na obloze egyptští astronomové rozdělovali do 36 souhvězdí, heliakický východ každého z nich připadal do určité dekády, takže obloha byla velikým ročním kalendářem. Z egyptské starověké astronomie se dochovaly písemné památky v podobě hieroglyfů a nástěnných nápisů vztahujících se k astronomii.

Metoda přibližného určování úhlového průměru Slunce byla vypracována v Egyptě. Vycházela ze srovnání času od prvního objevení se slunečního disku až k jeho úplnému vynoření s celkovou dobou od východu k západu Slunce. Egyptští astronomové nalezli, že průměr Slunce je 750. díl kruhové dráhy Slunce, což odpovídá přibližně 28′ 50″.

V období Ptolemaiovců (323 - 30) př.n.l. se Alexandrie stala kulturním a vědeckým střediskem světa, došlo v ní ke splynutí egyptské a řecké astronomie, což podstatně přispělo k rozvoji antické řecké astronomie.

V poměrné izolovanosti od ostatního světa se rozvíjela astronomie v Číně, její počátky klademe do 3. tisíciletí př.n.l. Například nejstarší čínský záznam o slunečním zatmění je z roku 2 697 př.n.l., z roků (2 315 - 2 287) př.n.l. existují záznamy o pozorování komet.

Z 11. století př. n. l. jsou známa přesná čínská astronomická pozorování Slunce, která využívala gnómon (tyč vertikálně zaraženou do země), z jehož stínu bylo možné určovat výšku Slunce nad obzorem. Zapsáno současnou matematickou symbolikou byl využíván vztah tg$ \,h=\frac{L}{l}$ , kde $ {h}$ byla výška Slunce nad horizontem, $ {L}$ výška gnómonu a $ {l}$ délka jeho stínu. Pomocí gnómonu s výškou 2,43 m byla stanovena délka stínu za letního a zimního slunovratu a určen sklon ekliptiky k rovníku na ${{\varepsilon}}=\text{23}^{{\circ}}\text{54\!\textasciiacute}$ s využitím vztahu $ {{{\varepsilon}}=\frac{H-h}{2}}$ , kde $ {H}$ je výška Slunce v poledne při letním slunovratu a $ {h}$ výška Slunce v poledne při zimním slunovratu. Rovněž znali stanovení zeměpisné šířky $ {{{\varphi}}}$ místa pozorování při využití vztahu $ {\text{90}^{{\circ}}-{{\varphi}}=\frac{H+h}{2}}$ .

Čínští astronomové v 8.st.př.n.l. na základě studia poloh hvězd zjistili, že délka hvězd se mění o $ 1^\circ$ za 83 roků, tedy o 45″ za rok. V současné době stanovená roční precese, velikost úhlu, o který se posune jarní bod vstříc pohybu Slunce po ekliptice, činí 50,256″ za rok.

Základní zaměření čínské astronomie bylo především na pozorování a tvorbu kalendáře. Původně pastevecká civilizace používala měsíční kalendář, 12 měsíců po 29,5 dnech stanovovalo délku roku na 354 dnů. S přechodem k celoročnímu zemědělství závislému na nástupu monzunových dešťů bylo potřebné z pozorování pohybu Slunce na obloze určit délku roku, jenž byla stanovena na 365,25 dne. Hvězdy na obloze čínští astronomové rozdělovali do souhvězdí, která označovali jmény. Z nám známých souhvězdí se na čínských mapách vyskytovaly pouze čtyři. Rovněž znali výpočty předpovědí zatmění Slunce a Měsíce.

Pozorování čínských astronomů byla zaznamenávána do státních letopisů respektive kronik. V nich se dochovala například zpráva o sledování supernovy v roce 1 054 n. l. v souhvězdí Býka, jejímž pozůstatkem je Krabí mlhovina. Píše se v ní: ,,V prvním roce éry Č'-che (1054), v pátém měsíci v den ťi-čchou (4. července), se (hvězda host) objevila několik palců jihovýchodně od Tchien-kuan ($ {\zeta}$ Tauri). Po více než jednom roce poznenáhlu zmizela.``

Po ukončení malé doby ledové se v západní Evropě začalo rozvíjet zemědělství. Vyvstala potřeba sledování pohybů Měsíce a zejména Slunce, což byl jedním z hlavních stimulů pro výstavbu nákladných kamenných pozorovatelen. Přibližně kolem roku 2 tisíce př.n.l. byl vybudován v západní Evropě větší počet těchto pozorovatelen, například v Anglii, Francii, Německu, Skotsku a Španělsku. Primitivní astronomické pozorovatelny umožňovaly roční orientaci v čase případně vytvoření kalendáře na astronomickém základě.

Zhruba v 2. tisíciletí př.n.l. byla dobudována v jižní Anglii u Salisbury observatoř Stonehenge. Archeohistorický výzkum stavby ukázal, že pomocí kamenných kvádrů jsou v ní zachyceny základní směry východů a západů Slunce i Měsíce včetně nalezení mezních hodnot. U Slunce jde o slunovratové východy a západy, u Měsíce o nejsevernější a nejjižnější východy a západy. Tak byly nalezeny body obratu ročního cyklu. Shrnuto observatoř Stonehenge umožňovala získání údajů, z nichž byl uspořádán kalendář pro zemědělské potřeby. V dalším období byla postupně Stonehenge dále dobudovávána a zdokonalována.

Rovněž na americkém kontinentu se rozvíjela astronomie u tehdejších civilizací. Pozorování Slunce ve střední Americe pomocí rozsáhlých observatoří umožnilo tvorbu ročního kalendáře. Nejvyspělejším národem byli Mayové, kteří žili na Yucatánském poloostrově, kde jejich civilizace dosáhla vrcholu v období (2. - 9.) st.n.l. Mayové měli propracovánu chronologii, zachycovali průběh času prostřednictvím čísel, cyklů, jak dosvědčují například zachované kresby na žebřících a chodbách. Kalendář Mayů byl podrobně rozpracován, používal dva oddělené cykly po 260 dnech a 365 dnech. Ze záznamů Drážďanského kodexu, jedné z knih hieroglyfů vyplývá, že Mayové dokázali předpovídat zatmění Slunce a Měsíce. V kodexu je uvedena tabulka předpovědí zatmění, podle které je možné vypočítat 1 034 zatmění, která následovala po sobě v letech (206 - 647) n.l. S nevelkými změnami lze tabulku používat i pro předpovědi zatmění v současné době.

Na vyspělé úrovni byla rovněž civilizace Inků v peruánských Andách. V jejich středisku na Machu Pichu se nacházel gnómon, podle jehož polohy a délky stínu byly určovány denní čas i roční období.

Při shrnutí komentovaného období lze konstatovat, že v předantické astronomii se rozvíjelo především pozorování Slunce a Měsíce, které umožnilo tvorbu měsíčního a posléze ročního kalendáře. Dále byly pozorovány jasné hvězdy a pohyby planet. Zatímco pohyb hvězd byl vyložen rotací oblohy kolem Země, vysvětlení pohybu planet naráželo na potíže. K pozorování kosmických těles byly sestrojeny jednoduché pozorovací přístroje, s nimiž starověcí astronomové dosahovali poměrně přesných pozorovacích údajů.


Astronomie ve starověku a antice Antická řecká astronomie