Articulu nantu à Lege di Kepler
Vi ricordate sempre di i ricordi di a prima volta chì site in vittura ? Quandu site in una vittura in muvimentu, vedete cum'è s'ellu ci fussi un arburu o un edifiziu chì si movessi. À quellu tempu, pudete pensà chì l'arburi o l'edifizii si movessinu, mentre voi è a vittura site à riposu. In fatti, voi è a vittura vi movete, mentre l'arburi o l'edifizii si ripusanu. Sta sperienza di muvimentu falsu hè in realtà vissuta ogni ghjornu. Ogni mattina, "l'alba" à l'orizonte orientale si move poi à punente è "tramonta" à l'orizonte occidentale in u dopumeziornu.
In listessu modu, di notte, si vede spessu a luna chì si move da livante à punente. Avete mai pensatu o induvinatu chì u sole è a luna si muvianu intornu à a terra, mentre a terra era in riposu ?
Storia di u sviluppu di l'astronomia
L'umani chì campavanu in l'antichità (principiu di u seculu a.C.) cunsideravanu ancu u sole, a luna è l'altri corpi celesti chì si muvianu intornu à a terra, mentre a terra era in riposu. In altre parolle, a terra hè cunsiderata u centru di l'universu (geocentrica). Questa supposizione hè basata annantu à l'esperienza sensoriale limitata di l'umani, chì osservanu ogni ghjornu u sole, a luna è e stelle chì si movenu, mentre a terra si sente in riposu. Simile à esse in una vittura in muvimentu, si vede cum'è s'è l'arburi o l'edificii si movenu. L'ipotesi chì a terra sia u centru di l'universu hè stata ricercata è sviluppata da l'astronomu grecu Claudius Ptolemaeus (100-170 d.C.) in u secondu seculu d.C. è hè stata creduta per i prossimi 1400 anni.
Sicondu Tolomeu, a terra era à u centru di u sistema solare. U sole è i pianeti circundanu un cerchju (muvimentu di rotazione) induve u centru di stu cerchju circunda a terra in un percorsu circulare (muvimentu rivoluzionariu).
In u 1543, l'astronomu pulaccu Nicolaus Copernicus (1473-1543) hà prupostu un mudellu eliocentricu, in u quale u sole era à u centru di u sistema solare. I pianeti includenu a terra intornu à un cerchju (muvimentu di rotazione) induve u centru di stu cerchju circonda u sole in un percorsu circulare (muvimentu rivoluzionariu). Copernicu avia una cunniscenza più avanzata chè Tolomeu perchè hà piazzatu u sole à u centru di u sistema solare. Eppuru, Copernicu usa sempre i cerchi cum'è una forma di muvimentu planetariu.
I dibattiti eccitanti nantu à i mudelli geocentrichi è eliocentrichi incuragiscenu l'astronomi à fà osservazioni più attente. L'astronomi di quellu tempu osservavanu i corpi celesti aduprendu solu l'ochji, ùn utilizavanu micca strumenti cum'è telescopi o binocoli stellari. À quellu tempu, u telescopiu ùn era ancu statu fattu. U telescopiu chì pò esse adupratu per osservà i corpi celesti hè statu fattu per a prima volta da un scientistu talianu, Galileo Galilei, in u 1609. Galileo hà utilizatu u so telescopiu artificiale per osservà i corpi celesti è hà utilizatu i so dati d'osservazione per discute cù i sustenitori di u mudellu geocentricu.
Un famosu astronomu danese chjamatu Tycho Brahe (1546-1601) hè statu l'ultimu astronomu à osservà i corpi celesti aduprendu solu l'ochji. Dopu avè osservatu da u 1576 à u 1599, Tycho Brahe hà collaboratu cù un astronomu tedescu, Johannes Kepler (1571-1630), chì era ancu un matematicu. Kepler era l'assistente di Tycho Brahe. A cullaburazione trà Tycho Brahe è Kepler ùn hè durata tantu perchè Tycho Brahe hè mortu. Dopu a morte di Tycho Brahe, Kepler hà utilizatu dati astronomichi ottenuti da u so maestru è hà passatu circa vinti anni di a so vita à creà mudelli matematichi per spiegà i muvimenti di i pianeti.
U primu travagliu di Kepler in u campu di l'astronomia intitulatu U Misteru di l'Universu hè statu publicatu in u 1596. In u libru, hà cercatu un allineamentu trà l'orbite planetarie secondu l'osservazioni di Copernicu è Tycho Brahe . Ma Kepler ùn hà riesciutu à truvà l'armunia trà i mudelli sviluppati da Copernicu è Tolomeu cù i risultati di l'osservazioni di Tycho Brahe. Dunque, hà abbandunatu i mudelli tolemaichi è copernicani è dopu hà cercatu novi mudelli. In u 1609, Kepler hà scupertu chì l'ellissi eranu assai adatte cù i risultati di l'osservazioni di Tycho Brahe. Kepler ùn usa più un cerchju cum'è una forma di a traiettoria di i corpi celesti, ma ellissi.
Lege di Kepler
Sta lege hè stata pruposta da Kepler, mezu seculu prima ch'Isaac Newton prupunessi e so trè lege di u muvimentu è a lege di a gravitazione universale.
Prima lege di Kepler
A traiettoria di ogni pianeta quandu circonda u sole hè un'ellisse, induve u sole hè in un focu.
F1 è F2 sò punti focali ellittici. U sole hè in unu di i punti focali (per esempiu in l'imagine selezziunata F2), u pianeta hè à una distanza di r2 da F2 o r1 da F1Sè a pusizione di u pianeta cambia, r2 e r1 ancu cambià.
Ancu cusì, r1 + r2 hè sempre a listessa. A distanza a hè chjamata semiasse maggiore è 2a hè chjamata asse maggiore. A distanza b hè chjamata semiasse minore è 2b hè chjamata asse minore. U puntu focale di l'ellisse hè situatu à a distanza c da u centru di l'ellisse, induve c2 = a2 + b2.
A forma di l'ellisse hè determinata da l'eccentricità (e) di l'ellisse, induve e = c / a. L'eccentricità di un'ellisse varieghja da 0 à 1 (0
Sè u pianeta hè à l'estremità sinistra di l'ellisse (à manca di F1 ) , tandu a distanza di u pianeta à u sole hè a + c. Stu puntu hè chjamatu afeliu. Quandu u pianeta hè à l'afeliu, u pianeta hè à a so distanza più luntana da u sole. Sè u pianeta hè à l'estremità destra di l'ellisse (à diritta di F2 ) , tandu a distanza di u pianeta à u sole hè ac. Stu puntu hè chjamatu perieliu. Quandu u pianeta hè à u puntu di perieliu, u pianeta hè à a distanza più vicina da u sole.
A seconda lege di Kepler
A linea imaginaria chì hè tracciata da u sole à u pianeta, spazza zone uguali, per u listessu intervallu di tempu.
In a figura quì sottu, ci sò solu dui esempi di zone, vale à dì a zona abc è a zona ade. Queste duie zone anu a stessa dimensione. Durante u listessu intervallu di tempu, a linea imaginaria chì cunnetta u pianeta è u sole spazza a zona chì hà a stessa magnitudine. Cusì, quandu si move da b à c (u pianeta hè à l'afeliu), a velocità di u pianeta o di u pianeta più chjucu si move più lentamente. À u cuntrariu, quandu si move da d à e (u pianeta hè à u perieliu), a velocità di u pianeta o di u pianeta più grande si move più velocemente. Cusì, a velocità planetaria massima quandu hè à u puntu di perieliu è a velocità planetaria minima quandu hè à u puntu di afeliu.
Terza lege di Kepler
U rapportu di i quadrati di u lunar piriudu di un pianeta à u cubo di the distanze medie di u pianeta cù u sole (T2/r3) hè custante, è u valore hè u listessu per tutti i pianeti. Sè T1 è T2 dichjarà u periodu di dui pianeti, r1 e r2 rapprisenta a distanza media di ogni pianeta da u sole:
