My pozemšťané bereme za samozřejmost, že jeden den trvá 24 hodin. Tak samozřejmé to ale není. Den je vlastně pojem relativní.

Čtyřiadvacet hodin trvá, než se země otočí kolem osy vůči Slunci. Je to „synodický den“, tedy den „sluneční“.

Jenže naše planeta se pohybuje po oběžné dráze a vůči své hvězdě se během jednoho otočení posune přibližně o jeden úhlový stupeň. Proto den určený vůči vzdálené hypotetické stálici je trochu kratší, měří 23 hodin, 56 minut. Pro puntičkáře přidejme ještě 4,091 sekundy, a tak dostaneme přesnou hodnotu „siderického dne“, kterému se také říká „hvězdný“.

Pozemský den je pro nás jasnou a srozumitelnou konstantou. Elon Musk, vizionář, zakladatel a majitel SpaceX, však připomíná, že lidstvo se musí stát meziplanetárním druhem, jinak zanikne s tím, jak na Zemi skončí podmínky pro život. Je tedy načase poohlédnout se po jiných planetách.

Nasnadě je otázka: Jak dlouhý by tam byl náš den?

Marsovský den je nejblíž

Můžeme začít na blízkých planetách sluneční soustavy (a Jupiterově měsíci Ceresu). Vynikající animaci k tomu vytvořil James O‘ Donoghue, americký astrofyzik pracující pro japonskou vesmírnou agenturu JAXA. Porovnává rychlost rotace a délku dnů na Zemi a dalších planetách.

V animaci vidíte, že délkou dne je Zemi nejbližší Muskův vysněný Mars. Hvězdný den tam trvá 24 hodin 37 minut a 22 sekund. Rozdíl byste ani nepoznali.

U jiných planet se však délka dne výrazně liší. A to i na Venuši, byť tato planeta je nazývána dvojčetem Země. Den tam trvá téměř 243 dnů pozemských. Venuše přitom oběhne Slunce za 224 dnů. Den je tedy delší než rok.

Je to způsobeno hlemýždí rotací Venuše. Tato planeta se otáčí kolem své osy obvodovou rychlostí pouhých 6,5 kilometrů za hodinu. Pro srovnání rotační rychlost naší planety je 1670 kilometrů za hodinu.

Našinec by patrně očekával, že nejdelší den bude na největší planetě – Jupiteru. Jenže tam uběhne už za 9 hodin, 55 minut. Příčinou je zběsilé otáčení planety – Jupiter rotuje rychlostí 45 300 kilometrů za hodinu.

Poměřováno zemskými měřítky je největší kuriozitou Merkur. Planeta, která je v naší soustavě nejmenší, ale i nejbližší Slunci, se otočí kolem vlastní osy za necelých 59 pozemských dnů. Její pomalá rotace je nicméně příčinou toho, že sluneční den na Merkuru trvá 176 pozemských dnů, zatímco rok pouhých 88.

Na počátku byla pirueta

A proč se vlastně planety točí kolem své osy? Je to dáno jejich vznikem z částí rotujícího disku mlhoviny. Když hmota houstla (padala ke středu), bylo to obdobné situaci, kdy krasobruslařka přitahuje nohy i ruce a roztáčí piruetu.

Fyzika to vysvětluje zákonem o zachování momentu hybnosti. Z něj vyplývá, že když zmenšíte poloměr rotace, tak se zvýší úhlová rychlost.

Od jisté doby - poté, co se planety přestaly zahušťovat - však rotace planet, včetně Země, zpomaluje vlivem slapových sil, které jsou důsledkem různých gravitačních sil. U menších a méně hmotných planet to nastává rychleji než u plynných obrů.

Z animace je také patrné, že každé rotující těleso má vlastní osu otáčení. Její sklon je definován úhlem vůči kolmici na rovinu oběžné dráhy tělesa.

U Země svírá osa s kolmicí na rovinu oběžné dráhy (ekliptiky) úhel 23,44 stupně. Uran má sklon 97,77 stupně a po své rovině oběhu se kutálí jak bowlingová koule. Tyto odchylky jsou dány gravitačním působením ostatních těles i srážkami planet s velkými tělesy.

Sedíme na vesmírném kolotoči

Planety tedy rotují kolem vlastní osy a obíhají kolem hmotného centra sluneční soustavy. Sluneční soustava zase obíhá kolem centra galaxie (Mléčné dráhy). A rotují také samotné galaxie.

Z toho je patrné, že sedíme na gigantickém vesmírném kolotoči.