Epicykl

Epicykl je kružnice na kružnici, kterou se od starověku do novověku geometricky modelovaly pohyby nebeských těles. Byl zaveden pro popis retrográdního pohybu pozorované planety, která se dle modelu pohybuje po kruhovém epicyklu, jehož střed se současně pohybuje po druhé kružnici zvané deferent. Výsledkem je složený pohyb, který ve skutečnosti vzniká současným pohybem planety i pozorovatele, který se spolu se Zemí pohybuje po její oběžné dráze.

Antika

Použití epicyklů rozpracovali v 3. až 2. století př. n. l. Apollónios z Pergy a Hipparchos a spolu s dalšími poznatky o pohybu těles umožnilo lépe popisovat a předvídat dění na obloze. Nestejně dlouhá roční období (mezi slunovraty a rovnodennostmi) byla modelována posunutím středu (zdánlivé) kruhové oběžné dráhy Slunce mimo Zemi, matematicky totožného pohybu však bylo možné dosáhnout i pomocí epicyklu.

Klaudios Ptolemaios pro pozorovanou proměnlivou rychlost pohybu planet zavedl ekvant, bod vzdálený od Země, vůči kterému byla úhlová rychlost planety konstantní. Střed deferentu zvaný excentr ležel uprostřed mezi Zemí a ekvantem. Ptolemaios parametry epicyklů experimentálně určil, aby odpovídaly dlouhé řadě pozorování, a spolu s dalšími sférami kruhových pohybů popsal ve svém geocentrickém modelu v díle známém jako Almagest. Model byl složitým virtuálním „soukolím koleček“, ale podával výsledky ve velmi dobré shodě s pozorováním před vynálezem dalekohledu. Byl proto až do renesance uznávaný jako základ astronomie.

Renesance

Mikuláš Koperník svým heliocentrickým modelem dosáhl nahrazení synchronních planetárních epicyklů jediným pohybem Země kolem Slunce. Koperník přišel s revolučním konceptem (tzv. koperníkovský obrat), ale stále zůstal uvězněn ve staré představě dokonalých kruhových pohybů. Těm podle něj odporovaly Ptolemaiovy ekvanty, a proto ve svém De revolutionibus orbium coelestium (1543) opět zavádí menší epicykly (epicyklety) pro sladění modelu s pozorováním. Výsledný model nebyl zásadně jednodušší a astronomové se dělili mezi zastánce starého a nového modelu.

Konec epicyklům přineslo až studium pohybu Marsu prováděné Johannem Keplerem na základě dlouhé řady velmi přesných pozorování Tychona Braheho. Kepler přepočítával polohy Marsu na základě heliocentrického konceptu a nejdříve zavrhl dosavadní kruhové modely pro rozpor s daty. Následně jejich složitě odladěný aparát pro popis pohybu planet v zásadě nahradil dvěma jednoduchými zákony: planety se pohybují po elipse, v jejímž ohnisku je Slunce, a jejich rychlost se mění nepřímo úměrně vzdálenosti od Slunce (zákon ploch). Svou několikaletou práci popsal a vydal roku 1609 ve spisu Astronomia nova.

Keplerovi předchůdci se snažili jen popsat pohyby (kinematika), ale nenabízeli žádné fyzikální příčiny epicyklů a dalších součástí svých modelů. Kepler svůj model tvořil s představou silového působení těles, hypoteticky magnetismu. Ucelenou teorii později přinesla Newtonova teorie gravitace a jeho pohybové zákony klasické mechaniky.

Související články

Galaktický epicykl

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu Epicykl na Wikimedia Commons