केप्लर के नियम की सामग्री
क्या आपको याद है जब आपने पहली बार कार में सफर किया था (बचपन में नहीं)? चलती कार में आपको ऐसा लगा होगा जैसे पेड़ या इमारतें हिल रही हों। उस समय आपको शायद लगा होगा कि पेड़ या इमारतें हिल रही हैं, जबकि आप और कार स्थिर हैं। असल में, आप और कार हिल रहे थे, जबकि पेड़ या इमारतें स्थिर थीं। हम वास्तव में हर दिन इस आभासी गति या भ्रमा गति का अनुभव करते हैं। हर सुबह सूरज पूर्वी क्षितिज से उगता है, फिर पश्चिम की ओर बढ़ता है और दोपहर में पश्चिमी क्षितिज पर अस्त हो जाता है। इसी तरह, रात में आप अक्सर चंद्रमा को पूर्व से पश्चिम की ओर जाते हुए देखते हैं। क्या आपने कभी सोचा है या आपको शक हुआ है कि सूर्य और चंद्रमा पृथ्वी के चारों ओर घूमते हैं, जबकि पृथ्वी स्थिर है?
प्राचीन मानव (ईस्वी के आरंभिक काल) यह भी मानते थे कि सूर्य, चंद्रमा और अन्य खगोलीय पिंड पृथ्वी के चारों ओर घूमते हैं, जबकि पृथ्वी स्थिर रहती है। दूसरे शब्दों में, पृथ्वी को ब्रह्मांड का केंद्र माना जाता था (भूकेंद्रीय)। यह धारणा सीमित मानवीय इंद्रिय अनुभव पर आधारित थी, जिसके अनुसार सूर्य, चंद्रमा और तारे प्रतिदिन गतिमान दिखाई देते थे, जबकि पृथ्वी स्थिर प्रतीत होती थी। यह कुछ वैसा ही है जैसे चलती कार में बैठे हुए आपको पेड़ या इमारतें हिलती हुई दिखाई देती हैं। पृथ्वी को ब्रह्मांड का केंद्र मानने का यह विचार दूसरी शताब्दी ईस्वी में यूनानी खगोलशास्त्री क्लॉडियस टॉलेमी (100-170 ईस्वी) द्वारा शोध और विकसित किया गया था और अगले 1400 वर्षों तक इस पर विश्वास किया जाता रहा।
टॉलेमी के अनुसार, पृथ्वी सौर मंडल के केंद्र में स्थित है। सूर्य और ग्रह एक वृत्त में परिक्रमा करते हैं, और इस वृत्त का केंद्र पृथ्वी के चारों ओर एक वृत्ताकार पथ पर घूमता है (परिक्रमा)।
सन् 1543 में, पोलिश खगोलशास्त्री निकोलस कोपरनिकस (1473-1543) ने सूर्यकेंद्रित मॉडल प्रस्तावित किया, जिसमें सूर्य सौर मंडल के केंद्र में स्थित है। पृथ्वी सहित ग्रह एक वृत्त की परिक्रमा करते हैं (घूर्णन), और इस वृत्त का केंद्र सूर्य के चारों ओर एक वृत्ताकार पथ पर घूमता है (परिक्रमा)। कोपरनिकस की समझ टॉलेमी से कहीं अधिक उन्नत थी, क्योंकि उन्होंने सूर्य को सौर मंडल के केंद्र में रखा था। हालांकि, कोपरनिकस ने ग्रहों की कक्षाओं के मॉडल के रूप में वृत्तों का ही उपयोग किया।
प्रसिद्ध डेनिश खगोलशास्त्री टाइको ब्राहे (1546-1601) अंतिम खगोलशास्त्री थे जिन्होंने केवल आंखों से खगोलीय पिंडों का अवलोकन किया। 1576 से 1599 तक अवलोकन करने के बाद, टाइको ब्राहे ने जर्मन खगोलशास्त्री और गणितज्ञ जोहान्स केप्लर (1571-1630) के साथ सहयोग किया। केप्लर टाइको ब्राहे के सहायक थे। टाइको ब्राहे की मृत्यु के कारण उनका सहयोग अधिक समय तक नहीं चला। टाइको ब्राहे की मृत्यु के बाद, केप्लर ने अपने गुरु द्वारा प्राप्त खगोलीय आंकड़ों का उपयोग किया और ग्रहों की गति की व्याख्या करने के लिए एक गणितीय मॉडल बनाने में अपने जीवन के लगभग बीस वर्ष व्यतीत किए।
खगोल विज्ञान में केप्लर की पहली रचना, ' ब्रह्मांड के रहस्य', 1596 में प्रकाशित हुई थी। इसमें उन्होंने कोपरनिकस के ग्रहों की कक्षाओं और टाइको ब्राहे के प्रेक्षणों के बीच सामंजस्य स्थापित करने का प्रयास किया। हालांकि, केप्लर कोपरनिकस और टॉलेमी द्वारा विकसित मॉडलों और टाइको ब्राहे के प्रेक्षणों के बीच सामंजस्य स्थापित करने में असफल रहे। इसलिए, उन्होंने टॉलेमी और कोपरनिकस के मॉडलों को त्याग दिया और एक नया मॉडल खोजने का प्रयास किया। 1609 में, केप्लर ने पाया कि दीर्घवृत्त टाइको ब्राहे के प्रेक्षणों से पूरी तरह मेल खाता है। इसके बाद केप्लर ने खगोलीय पिंडों की कक्षाओं के आकार के लिए वृत्तों का उपयोग करना बंद कर दिया और दीर्घवृत्तों का उपयोग करने लगे।
यह नियम केप्लर द्वारा आइजैक न्यूटन द्वारा गति के तीन नियमों और सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण नियम को प्रतिपादित करने से लगभग आधी सदी पहले प्रतिपादित किया गया था ।
केप्लर का प्रथम नियम
सूर्य की परिक्रमा करते समय प्रत्येक ग्रह का पथi, आकृति में अंडाकार, जहां सूर्य एक फोकस बिंदु पर स्थित होता है।
केप्लर का द्वितीय नियम
सूर्य और किसी ग्रह को जोड़ने वाली एक काल्पनिक रेखा, समान समय अंतराल में समान क्षेत्रफल को कवर करती है।
केप्लर का तीसरा नियम
सूर्य से ग्रह की औसत दूरी के घन के सापेक्ष आवर्तकाल के वर्ग का अनुपात (T)2/r3) स्थिर है और इसका मान सभी ग्रहों के लिए समान है।
