Haqqında məqalə Kepler qanunu
İlk dəfə maşın sürdüyünüz anları hələ də xatırlayırsınızmı? Hərəkətdə olan maşında sanki bir ağac və ya bina hərəkət edirmiş kimi hiss edirsiniz. Bu zaman siz və maşın istirahət edərkən ağacların və ya binaların hərəkət etdiyini düşünə bilərsiniz. Əslində, ağaclar və ya binalar istirahət edərkən siz və maşın hərəkət edirsiniz. Bu saxta hərəkət təcrübəsi əslində hər gün yaşanır. Hər səhər şərq üfüqündə "günəş doğur", sonra qərbə doğru hərəkət edir və günortadan sonra qərb üfüqündə "batır".
Eynilə, gecələr ayın şərqdən qərbə doğru hərəkət etdiyini tez-tez görürsünüz. Heç düşünmüsünüzmü ki, Yer sakit vəziyyətdə olarkən günəş və ay Yer kürəsinin ətrafında fırlanır?
Astronomiyanın inkişaf tarixi
Qədim dövrlərdə (e.ə. əvvəllərində) yaşamış insanlar da Günəşin, Ayın və digər səma cisimlərinin Yer kürəsinin ətrafında hərəkət etdiyini düşünürdülər, Yer isə sakit vəziyyətdə idi. Başqa sözlə, Yer kainatın mərkəzi (geosentrik) hesab olunur. Bu fərziyyə, Yerin sakit vəziyyətdə olduğunu hiss edərkən, hər gün Günəşin, Ayın və ulduzların hərəkət etdiyini müşahidə edən insanların məhdud duyğu təcrübəsinə əsaslanır. Hərəkətdə olan bir avtomobildə olarkən, ağacların və ya binaların hərəkət etdiyini görürsünüz. Yer kürəsinin kainatın mərkəzi olduğu fərziyyəsi, eramızın ikinci əsrində yunan astronomu Klavdi Ptolemey (eramızın 100-170-ci illəri) tərəfindən araşdırılmış və inkişaf etdirilmişdir və növbəti 1400 il ərzində buna inanmışdır.
Ptolemeyə görə, Yer Günəş sisteminin mərkəzində idi. Günəş və planetlər dairəni əhatə edir (fırlanma hərəkəti), bu dairənin mərkəzi isə Yer kürəsini dairəvi bir şəkildə əhatə edir (inqilabi hərəkət).
1543-cü ildə Polşa astronomu Nikolay Kopernik (1473-1543) Günəşin Günəş sisteminin mərkəzində olduğu heliosentrik model təklif etdi. Planetlər Yer kürəsini dairəvi hərəkət (fırlanma hərəkəti) ətrafında əhatə edir, bu dairənin mərkəzi isə Günəşi dairəvi bir şəkildə əhatə edir (inqilabi hərəkət). Kopernik Günəşi Günəş sisteminin mərkəzinə yerləşdirdiyi üçün Ptolemeydən daha inkişaf etmiş bir anlayışa sahib idi. Buna baxmayaraq, Kopernik hələ də dairələrdən planetar hərəkət forması kimi istifadə edir.
Geosentrik və heliosentrik modellər haqqında maraqlı müzakirələr astronomları daha diqqətli müşahidələr aparmağa təşviq edir. O dövrdə astronomlar yalnız gözlərlə səma cisimlərini müşahidə edir, teleskop və ya ulduz durbin kimi alətlərdən istifadə etmirdilər. O dövrdə teleskop hələ hazırlanmamışdı. Səma cisimlərini müşahidə etmək üçün istifadə edilə bilən teleskop ilk dəfə 1609-cu ildə italyan alimi Qalileo Qaliley tərəfindən hazırlanmışdır. Qalileo süni teleskopundan səma cisimlərini müşahidə etmək üçün istifadə etmiş və müşahidə məlumatlarından geosentrik modelin tərəfdarları ilə mübahisə etmək üçün istifadə etmişdir.
Tixo Brahe (1546-1601) adlı məşhur danimarkalı astronom, yalnız gözləri ilə səma cisimlərini müşahidə edən sonuncu astronom idi. 1576-cı ildən 1599-cu ilə qədər müşahidə etdikdən sonra Tixo Brahe, eyni zamanda riyaziyyatçı olan alman astronomu Yohannes Kepler (1571-1630) ilə əməkdaşlıq etdi. Kepler Tixo Brahenin köməkçisi idi. Tixo Brahe ilə Kepler arasındakı əməkdaşlıq uzun sürmədi, çünki Tixo Brahe öldü. Tixo Brahe öldükdən sonra Kepler müəllimi tərəfindən əldə edilən astronomik məlumatlardan istifadə etdi və ömrünün təxminən iyirmi ilini planetlərin hərəkətlərini izah etmək üçün riyazi modellər yaratmağa sərf etdi.
Keplerin astronomiya sahəsində ilk əsəri olan "Kainatın Sirri" 1596-cı ildə nəşr olunmuşdur. Kitabda o, Kopernik və Tixo Brahenin müşahidələrinə əsasən planetlərin orbitləri arasında uyğunluq axtarırdı. Lakin Kepler Kopernik və Ptolemeyin inkişaf etdirdiyi modellərlə Tixo Brahenin müşahidələrinin nəticələri arasında uyğunluq tapa bilmədi. Buna görə də o, Ptolemey və Kopernik modellərindən imtina etdi və sonra yeni modellər axtardı. 1609-cu ildə Kepler ellipslərin Tixo Brahenin müşahidələrinin nəticələri ilə çox uyğun olduğunu kəşf etdi. Kepler artıq səma cisimlərinin trayektoriyasının bir forması kimi dairədən deyil, ellipslərdən istifadə edir.
Kepler qanunu
Bu qanun Kepler tərəfindən İsaak Nyutonun üç hərəkət qanununu və kainat cazibə qanununu təklif etməsindən yarım əsr əvvəl irəli sürülmüşdür.
Keplerin birinci qanunu
Hər bir planetin Günəşi əhatə etdiyi zaman hərəkət etdiyi yol ellipsdir, burada Günəş bir fokusdadır.
F1 və F2 elliptik fokus nöqtələridir. Günəş fokus nöqtələrindən birindədir (məsələn, seçilmiş şəkildə F2), planet r məsafəsindədir.2 F-dən2 və ya r1 F-dən1Əgər planetin mövqeyi dəyişərsə, r2 və r1 də dəyişir.
Buna baxmayaraq, r1 + r2 həmişə eynidir. a məsafəsi yarımböyük ox, 2a isə böyük ox adlanır. b məsafəsi yarımkiçik ox, 2b isə kiçik ox adlanır. Ellipsin fokus nöqtəsi ellipsin mərkəzindən c məsafəsində yerləşir, burada c2 = a2 + b2 olur.
Ellipsin forması ellipsin eksentrisiteti (e) ilə müəyyən edilir, burada e = c / a. Ellipsin eksentrisiteti 0 ilə 1 arasında dəyişir (0
Əgər planet ellipsin sol ucunda ( F1- in solunda ) yerləşirsə, planetin Günəşə olan məsafəsi a + c-dir. Bu nöqtəyə afelion deyilir. Planet afelionda olduqda, planet Günəşdən ən uzaq məsafədə olur. Əgər planet ellipsin sağ ucunda (F2-nin sağında) yerləşirsə , planetin Günəşə olan məsafəsi ac-dir. Bu nöqtəyə perihelion deyilir. Planet perihelion nöqtəsində olduqda, planet Günəşdən ən yaxın məsafədə olur.
Keplerin ikinci qanunu
Günəşdən planetə çəkilən xəyali xətt eyni zaman intervalı üçün bərabər sahələri əhatə edir.
Aşağıdakı şəkildə sahələrə yalnız iki nümunə var, yəni abc sahəsi və ade sahəsi. Bu iki sahə eyni ölçüdədir. Eyni zaman intervalı ərzində planeti və günəşi birləşdirən xəyali xətt eyni böyüklüyə malik sahəni əhatə edir. Beləliklə, b-dən c-yə (planet afeliondadır) keçərkən kiçik planetin və ya planetin sürəti daha yavaş hərəkət edir. Əksinə, d-dən e-yə (planet periheliondadır) keçərkən daha böyük planetin və ya planetin sürəti daha sürətli hərəkət edir. Beləliklə, perihelion nöqtəsində olduqda maksimum planet sürəti, afelion nöqtəsində olduqda isə minimum planet sürəti.
Keplerin üçüncü qanunu
Kvadratların nisbəti orbital dövr bir planetin qədər kub the planetin orta məsafələri donor yumurtaları, günəş (T2/r3) sabitdir və bütün planetlər üçün eynidir. Əgər T1 və T2 iki planetin dövrünü, r-i ifadə edin1 və r2 Hər bir planetin Günəşdən orta məsafəsini göstərir:
