Stáčení perihelia Merkuru

Stáčení perihelia Merkuru je změna směru velké poloosy oběžné dráhy Merkuru v prostoru o přibližně 5600 obloukových vteřin za století ve směru oběhu. Stáčí se současně i perihélium, které leží na průsečíku velké poloosy a oběžné dráhy.

Je způsobeno řadou vlivů, z nichž většinu se podařilo vysvětlit už v 19. století pomocí Newtonova gravitačního zákona.^[1] Zbývající odchylka byla původně připisována hypotetické planetě Vulkán, ovšem vysvětlena byla až roku 1915 obecnou teorií relativity a stala se tak jedním z důkazů její platnosti.

Vysvětlení pomocí obecné teorie relativity

Koncem 19. století se podařilo vysvětlit pomocí Newtonovy mechaniky dráhy všech planet sluneční soustavy až do přesnosti tehdejších měření. Odchylky od vypočtených poloh vedly k objevům nových těles. Jedinou nevysvětlitelnou odchylkou zůstalo stáčení perihelia Merkura. Pátrání po hypotetické planetě, která by odchylky vysvětlila, nebylo úspěšné. Uspokojující vysvětlení přinesla až obecná teorie relativity.

Podle Einsteina lze precesi vlivem gravitačního působení spočíst podle vzorce (který díky několika svým chybám odvodil již roku 1898 Paul Gerber)

${\displaystyle \alpha ={\frac {24\pi ^{3}a^{2}}{T^{2}c^{2}(1-\varepsilon ^{2})}}}$

Kde:

• a – délka velké poloosy dráhy (m)
• ε – číselná excentricita dráhy (e/a, bezrozměrná)
• T – doba oběhu (s)
• ${\displaystyle \alpha }$ – odchylka vzniklá za jeden oběh (rad)

Pro Merkur Einstein spočítal toto stáčení 43" (úhlových vteřin) za století, což je ve velmi dobré shodě s naměřenými daty. V různé míře dochází ke stáčení velkých poloos všech těles, obíhajících kolem jiných těles po excentrické dráze. Z planet Sluneční soustavy je tento efekt nejvýraznější právě u Merkuru, proto byl objeven jako první.

Vysvětlení stáčení perihelia Merkuru bylo prvním důkazem pro obecnou teorii relativity. Avšak teprve pozorování ohybu světla Dysonem a Eddingtonem při zatmění slunce roku 1919 se stalo uznávaným důkazem pro Einsteinovu teorii a získalo mu světovou proslulost.

Reference

Externí odkazy

• rozbor relativistického stáčení česky, formát .doc