Kepler törvényének anyaga
Emlékszel, mikor ültél először autóban (nem csecsemőkorodban)? Amikor mozgó autóban ültél, úgy láttad, mintha a fák vagy az épületek mozognának. Akkoriban talán azt gondoltad volna, hogy a fák vagy az épületek mozognak, miközben te és az autó mozdulatlanok voltatok. A valóságban te és az autó mozogtatok, miközben a fák vagy az épületek mozdulatlanok voltak. Tapasztalatok a következőkről: látszólagos mozgás Valójában minden nap tapasztaljuk ezt a hamis mozgást. Minden reggel a Nap a keleti horizonton kel fel, majd nyugat felé halad, este pedig a nyugati horizonton nyugszik. Hasonlóképpen, éjszaka gyakran láthatjuk, hogy a Hold keletről nyugatra mozog. Gondoltunk már arra, vagy gyanítottuk, hogy a Nap és a Hold kering a Föld körül, míg a Föld mozdulatlan marad?
Az ókori emberek (Kr. u. eleji) azt is hitték, hogy a Nap, a Hold és más égitestek a Föld körül keringenek, míg a Föld mozdulatlan marad. Más szóval, a Földet tekintették a világegyetem középpontjának (geocentrikus). Ez a feltételezés korlátozott emberi érzékszervi tapasztalatokon alapult, amely naponta megfigyelte a Nap, a Hold és a csillagok mozgását, míg a Földet állónak érzékelte. Hasonló ez ahhoz, mint amikor egy mozgó autóban ülünk, és úgy látjuk, mintha a fák vagy az épületek mozognának. Ezt az elképzelést, miszerint a Föld a világegyetem középpontja, a görög csillagász, Klaudiosz Ptolemaiosz (Kr. u. 100-170) kutatta és fejlesztette ki a Kr. u. második században, és a következő 1400 évben ezt hitték.
Ptolemaiosz szerint a Föld a Naprendszer középpontjában helyezkedik el. A Nap és a bolygók egy körben keringenek (forgás), a kör középpontja pedig körpályán kering a Föld körül (forgás).
1543-ban a lengyel csillagász, Nikolausz Kopernikusz (1473–1543) felvetette a heliocentrikus modellt, amelyben a Nap a Naprendszer középpontjában van. A bolygók, beleértve a Földet is, egy kör körül keringenek (forgás), amelynek középpontja körpályán kering a Nap körül. Kopernikusznak fejlettebb ismeretei voltak, mint Ptolemaiosznak, és a Napot helyezte a Naprendszer középpontjába. Kopernikusz azonban továbbra is a köröket használta modellként a bolygók pályáinak meghatározásához.
Egy híres dán csillagász, Tycho Brahe (1546 – 1601) volt az utolsó csillagász, aki csak a szemével figyelte meg az égitesteket. Miután 1576 és 1599 között megfigyeléseket végzett, Tycho Brahe együttműködött egy német csillagásszal, Johannes Keplerrel (1571 – 1630), aki szintén matematikus volt. Kepler Tycho Brahe asszisztense volt. Tycho Brahe és Kepler együttműködése nem tartott sokáig, mert Tycho Brahe meghalt. Tycho Brahe halála után Kepler a tanára által szerzett csillagászati adatokat felhasználva életének körülbelül húsz évét töltötte egy matematikai modell megalkotásával, amely megmagyarázza a bolygók mozgását.
Kepler első csillagászati munkája a következő címet viselte: Az univerzum rejtélye 1596-ban jelent meg. A könyvben megpróbált harmóniát találni a bolygók Kopernikusz szerinti pályái és Tycho Brahe megfigyelései között. Keplernek azonban nem sikerült összhangot találnia a Kopernikusz és Ptolemaiosz által kidolgozott modellek, valamint Tycho Brahe megfigyelései között. Ezért felhagyott a ptolemaioszi és kopernikuszi modellekkel, és egy új modellt próbált találni. 1609-ben Kepler felfedezte, hogy az ellipszis nagyon jól illeszkedik Tycho Brahe megfigyeléseihez. Kepler már nem köröket, hanem ellipsziseket használt az égitestek pályájának alakjára.
Ezt a törvényt Kepler terjesztette elő fél évszázaddal Isaac Newton harmadik főtételének javaslata előtt. mozgás törvényei dan a gravitáció egyetemes törvénye.
Kepler első törvénye
Az egyes bolygók pályája a Nap körüli keringés soráni, ellipszis alakú, ahol a Nap az egyik gyújtópontban található.
Kepler második törvénye
Egy képzeletbeli vonal, amely a Napot és a bolygót összeköti, egyenlő időközönként azonos területeket súrol.
Kepler harmadik törvénye
A periódus négyzetének és a bolygó Naptól való átlagos távolságának köbének aránya (T2/r3) állandó, és az értéke minden bolygó esetében azonos.
