| Dopplerův jev a planety u vzdálených hvězd
Christian Doppler – dvojité výročí a trvale významný odkaz velkého vědce doc. Ing. Martin Libra, CSc.,
Česká zemědělská univerzita v Praze
a Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích,
doc. RNDr. Zdeněk Kluiber, CSc.,
Gymnázium Christiana Dopplera v Praze V letošním roce uplynulo 200 let od narození Christiana Dopplera a současně 150 let od jeho smrti. Jak je v dalším textu uvedeno, tento významný fyzik 19. století měl život pevně spojen s Prahou. Proto stojí za to, připomenout jeho osobnost a rovněž i skutečnost, že jeho nejvýznamnější objev – Dopplerův jev – se dosud hojně využívá v technické praxi a dokonce nalézá stále nové možnosti uplatnění. Dopplerův jev snad všichni znají především z akustiky. Když se zdroj vlnění přibližuje k pozorovateli, vnímá pozorovatel vyšší frekvenci vlnění  než jakou zdroj vydává. Jestliže se zdroj vlnění od pozorovatele vzdaluje, vnímá pozorovatel frekvenci nižší  V obou vztazích je f frekvence zdroje, c rychlost šíření vlnění a v rychlost pohybu zdroje. Ze zkušenosti je známo, že jestliže např. chodce automobil mine a vzdaluje se, ten vnímá hlubší zvuk, než když se k němu automobil blížil (obr. 1). Dopplerův jev postupně našel využití v praxi v mnoha technických oborech i v medicíně. Například s jeho využitím lze měřit rychlost proudění vzduchu či při vyšetření pomocí ultrazvuku je možné sledovat proudění krve cévami. Dopplerův jev lze však pozorovat i na elektromagnetickém vlnění. Policejní radary na měření rychlosti pracují v oboru mikrovln. Protože bývají umístěny mimo silnici, pro přesnější stanovení naměřené hodnoty je třeba určitá korekce, neboť dráha automobilu radar neprotíná. Čtenáře časopisu Světlo bude zřejmě nejvíce zajímat jeho využití v oboru optického záření. Pomocí tzv. Dopplerova rudého posunu v emisním spektru vzdálených galaxií (nezaměňovat s gravitačním rudým posuvem) bylo dokázáno rozpínání vesmíru. Čím jsou sledované objekty dále, tím větší je i posun spektrálních čar v jejich emisním spektru směrem k nižším frekvencím, tedy směrem k rudému okraji viditelného záření. To znamená, že čím jsou tyto objekty dále, tím rychleji se vzdalují.  Zde podrobněji zmíníme jeden snad nejnovější význam Dopplerova jevu: důkaz existence velkých planet u některých vzdálených hvězd. Z důvodu vzdálenosti mnoha světelných let není možné planetu spatřit dalekohledem, jako je to možné v naší sluneční soustavě. Obíhá-li však v blízkosti takové hvězdy velká planeta velikosti Jupiteru či ještě větší, hvězda se periodicky pohybuje, neboť obě tělesa obíhají kolem společného hmotného středu soustavy. Je-li rovina, ve které leží dráhy hvězdy i planety, orientována tak, že prochází i blízkým okolím Země, jsou obě dráhy viditelné v bočním průmětu. Když se k Zemi planeta blíží, hvězda se vzdaluje a v jejím emisním spektru ve viditelné oblasti je možné pozorovat Dopplerův posun k rudému okraji. Když se naopak planeta vzdaluje, hvězda se blíží a v jejím emisním spektru ve viditelné oblasti lze sledovat Dopplerův posun k fialovému okraji. Tento efekt je schematicky znázorněn na obr. 2. Kromě toho je-li hvězda částečně zastíněna planetou, dočasně klesá její jas. Pravidelná periodičnost těchto dějů s konstantní frekvencí slouží jako nepřímý důkaz existence velké planety. Na obr. 3 je detail Slunce a na obr. 4 je planeta Jupiter. V případě naší sluneční soustavy však největší planeta Jupiter obíhá v poměrně velké vzdálenosti a efekt je navíc potlačen přítomností ještě dalších velkých planet. Lze tedy předpokládat, že popsaný efekt se v případě Slunce neuplatní a není z hloubi vesmíru pozorovatelný.
Christian Doppler (1803–1853) měl osud v mnohém podobný s Mozartem. Narodil se v Salcburku. Maturitu složil v Linci a poté studoval matematiku na Vídeňském polytechnickém institutu, který absolvoval v roce 1825. Dále studoval na Vídeňské univerzitě vyšší matematiku, mechaniku a astronomii a studia úspěšně zakončil v roce 1829. V Rakousku se dlouho nemohl prosadit. To se mu ale později podařilo v Praze, kde působil v letech 1835 až 1847. Po většinu této doby byl profesorem na Pražském polytechnickém institutu (nynější ČVUT). Zde mohl své vědecké schopnosti plně rozvinout a tak přispět k významnému oživení fyzikálního výzkumu v Čechách. Potýkal se však i se zdravotními problémy. Na jeho zdraví se totiž negativně projevilo i vysoké pracovní vytížení v pedagogické i vědecké práci. V roce 1848 se stal řádným členem Říšské akademie věd ve Vídni a čestným doktorem Pražské univerzity. Vrcholu kariéry dosáhl v roce 1850, když byl jmenován prvním ředitelem nového institutu fyziky na Vídeňské univerzitě. Tuto funkci ale nevykonával dlouho. V roce 1852 se jeho zdravotní stav velmi zhoršil, proto odjel na léčebný pobyt do Benátek v Itálii. Očekával, že mu v léčení pomůže tamní přímořské klima. Jeho stav se však i nadále zhoršoval a v březnu 1853 v Benátkách zemřel. | 
