Material sobre las leyes de Kepler
¿Recuerdas la primera vez que viajaste en auto (no cuando eras bebé)? Cuando ibas en un auto en movimiento, veías como si los árboles o los edificios se movieran. En ese momento, tal vez pensaste que los árboles o los edificios se movían, mientras que tú y el auto estaban quietos. En realidad, tú y el auto se movían, mientras que los árboles o los edificios estaban quietos. De hecho, experimentamos este movimiento aparente o falso movimiento todos los días. Cada mañana, el sol "sale" por el horizonte oriental, luego se mueve hacia el oeste y se "pone" por el horizonte occidental por la tarde. De igual manera, por la noche, a menudo vemos la luna moverse de este a oeste. ¿Alguna vez has pensado o sospechado que el sol y la luna se mueven alrededor de la Tierra, mientras que la Tierra está quieta?
Los humanos antiguos (principios de nuestra era) también creían que el sol, la luna y otros cuerpos celestes giraban alrededor de la Tierra, mientras que esta permanecía inmóvil. En otras palabras, la Tierra era considerada el centro del universo (geocéntrica). Esta suposición se basaba en la limitada experiencia sensorial humana, que observaba diariamente el movimiento del sol, la luna y las estrellas, mientras que la Tierra se percibía como estática. Es similar a cuando uno está en un coche en movimiento y percibe que los árboles o los edificios se mueven. Esta idea de que la Tierra es el centro del universo fue investigada y desarrollada por el astrónomo griego Claudio Ptolomeo (100-170 d. C.) en el siglo II d. C. y se mantuvo vigente durante los siguientes 1400 años.
Según Ptolomeo, la Tierra se encuentra en el centro del sistema solar. El Sol y los planetas orbitan en círculo (rotación), y el centro de este círculo orbita alrededor de la Tierra en una trayectoria circular (revolución).
En 1543, el astrónomo polaco Nicolás Copérnico (1473-1543) propuso el modelo heliocéntrico, en el que el Sol se encuentra en el centro del sistema solar. Los planetas, incluida la Tierra, orbitan en círculo (rotación), y el centro de este círculo orbita alrededor del Sol en una trayectoria circular (revolución). Copérnico tenía una comprensión más avanzada que Ptolomeo, al situar al Sol en el centro del sistema solar. Sin embargo, Copérnico aún utilizaba círculos como modelo para las órbitas planetarias.
El famoso astrónomo danés Tycho Brahe (1546-1601) fue el último en observar objetos celestes únicamente a simple vista. Tras realizar observaciones entre 1576 y 1599, Tycho Brahe colaboró con el astrónomo alemán Johannes Kepler (1571-1630), quien también era matemático. Kepler fue asistente de Tycho Brahe. Esta colaboración fue breve, ya que Tycho Brahe falleció. Tras la muerte de Brahe, Kepler utilizó los datos astronómicos obtenidos por su maestro y dedicó unos veinte años de su vida a crear un modelo matemático para explicar el movimiento de los planetas.
La primera obra de Kepler en astronomía, Los misterios del universo, se publicó en 1596. En ella, intentó encontrar una concordancia entre las órbitas planetarias de Copérnico y las observaciones de Tycho Brahe. Sin embargo, Kepler no logró encontrar una concordancia entre los modelos desarrollados por Copérnico y Ptolomeo y las observaciones de Tycho Brahe. Por lo tanto, abandonó los modelos ptolemaico y copernicano y buscó un nuevo modelo. En 1609, Kepler descubrió que la elipse se ajustaba perfectamente a las observaciones de Tycho Brahe. A partir de entonces, Kepler dejó de usar círculos para describir las órbitas de los cuerpos celestes y comenzó a utilizar elipses.
Esta ley fue propuesta por Kepler medio siglo antes de que Isaac Newton enunciara sus tres leyes del movimiento y la ley de gravitación universal.
Primera ley de Kepler
La trayectoria de cada planeta mientras orbita alrededor del sol.i, De forma elíptica, donde el sol se encuentra en uno de los focos.
Segunda ley de Kepler
Una línea imaginaria que conecta el sol con un planeta barre áreas iguales durante intervalos de tiempo iguales.
Tercera ley de Kepler
La relación entre el cuadrado del período y el cubo de la distancia promedio del planeta al sol (T2/r3) es constante y su valor es el mismo para todos los planetas.
