കെപ്ലറുടെ നിയമങ്ങൾ

കെപ്ലറുടെ നിയമങ്ങൾ സംബന്ധിച്ച മെറ്റീരിയൽ

നിങ്ങൾ ആദ്യമായി ഒരു കാറിൽ കയറിയത് ഓർക്കുന്നുണ്ടോ (നിങ്ങൾ ഒരു കുഞ്ഞായിരുന്നപ്പോൾ അല്ല)? നിങ്ങൾ ഒരു ഓടുന്ന കാറിൽ ആയിരുന്നപ്പോൾ, മരങ്ങളോ കെട്ടിടങ്ങളോ നീങ്ങുന്നതായി നിങ്ങൾ കണ്ടു. ആ സമയത്ത്, നിങ്ങളും കാറും നിശ്ചലമായിരിക്കുമ്പോൾ, മരങ്ങളോ കെട്ടിടങ്ങളോ നീങ്ങുന്നതായി നിങ്ങൾ കരുതിയിരിക്കാം. വാസ്തവത്തിൽ, നിങ്ങളും കാറും നീങ്ങുകയായിരുന്നു, അതേസമയം മരങ്ങളോ കെട്ടിടങ്ങളോ നിശ്ചലമായിരിക്കുമ്പോൾ. അനുഭവങ്ങൾ ദൃശ്യ ചലനം ഈ തെറ്റായ ചലനം നമ്മൾ എല്ലാ ദിവസവും അനുഭവിക്കുന്നുണ്ട്. എല്ലാ ദിവസവും രാവിലെ, സൂര്യൻ കിഴക്കൻ ചക്രവാളത്തിൽ ഉദിക്കുകയും പിന്നീട് പടിഞ്ഞാറോട്ട് നീങ്ങുകയും വൈകുന്നേരം പടിഞ്ഞാറൻ ചക്രവാളത്തിൽ അസ്തമിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അതുപോലെ, രാത്രിയിൽ, ചന്ദ്രൻ കിഴക്ക് നിന്ന് പടിഞ്ഞാറോട്ട് നീങ്ങുന്നത് നിങ്ങൾ പലപ്പോഴും കാണാറുണ്ട്. ഭൂമി നിശ്ചലമായി നിൽക്കുമ്പോൾ സൂര്യനും ചന്ദ്രനും ഭൂമിയെ ചുറ്റുന്നുവെന്ന് നിങ്ങൾ എപ്പോഴെങ്കിലും ചിന്തിച്ചിട്ടുണ്ടോ അല്ലെങ്കിൽ സംശയിച്ചിട്ടുണ്ടോ?

പുരാതന മനുഷ്യർ (എ.ഡി.യുടെ ആരംഭത്തിൽ) വിശ്വസിച്ചിരുന്നത് സൂര്യൻ, ചന്ദ്രൻ, മറ്റ് ആകാശഗോളങ്ങൾ എന്നിവ ഭൂമിയെ ചുറ്റുന്നുവെന്നും ഭൂമി നിശ്ചലമായി നിലകൊള്ളുന്നുവെന്നുമാണ്. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ, ഭൂമി പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ കേന്ദ്രമായി കണക്കാക്കപ്പെട്ടിരുന്നു (ഭൗമകേന്ദ്രീകൃതം). ഈ അനുമാനം മനുഷ്യന്റെ പരിമിതമായ ഇന്ദ്രിയാനുഭവത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതായിരുന്നു, സൂര്യൻ, ചന്ദ്രൻ, നക്ഷത്രങ്ങൾ എന്നിവ ദിവസവും ചലിക്കുന്നത് അവർ നിരീക്ഷിച്ചു, അതേസമയം ഭൂമി നിശ്ചലമായി കാണപ്പെട്ടു. നിങ്ങൾ ചലിക്കുന്ന കാറിലായിരിക്കുമ്പോൾ, മരങ്ങളോ കെട്ടിടങ്ങളോ ചലിക്കുന്നത് കാണുന്നതിന് സമാനമാണിത്. ഭൂമി പ്രപഞ്ചത്തിന്റെ കേന്ദ്രമാണെന്ന ഈ ആശയം എ.ഡി. രണ്ടാം നൂറ്റാണ്ടിൽ ഗ്രീക്ക് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞനായ ക്ലോഡിയസ് ടോളമി (എ.ഡി. 100-170) ഗവേഷണം നടത്തി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, അടുത്ത 1400 വർഷത്തേക്ക് അത് വിശ്വസിക്കപ്പെട്ടു.

ടോളമിയുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ ഭൂമി സൗരയൂഥത്തിന്റെ കേന്ദ്രത്തിലാണ്. സൂര്യനും ഗ്രഹങ്ങളും ഒരു വൃത്തത്തിൽ (ഭ്രമണം) കറങ്ങുന്നു, ഈ വൃത്തത്തിന്റെ കേന്ദ്രം ഭൂമിയെ ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള പാതയിൽ (പരിവർത്തനം) ചുറ്റുന്നു.

1543-ൽ പോളിഷ് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞനായ നിക്കോളാസ് കോപ്പർനിക്കസ് (1473–1543) സൂര്യൻ സൗരയൂഥത്തിന്റെ കേന്ദ്രത്തിലാണെന്ന സൂര്യകേന്ദ്ര മാതൃക മുന്നോട്ടുവച്ചു. ഭൂമി ഉൾപ്പെടെയുള്ള ഗ്രഹങ്ങൾ ഒരു വൃത്തത്തെ (ഭ്രമണം) ചുറ്റുന്നു, ഈ വൃത്തത്തിന്റെ കേന്ദ്രം സൂര്യനെ ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള പാതയിൽ (പരിവർത്തനം) ചുറ്റുന്നു. സൗരയൂഥത്തിന്റെ കേന്ദ്രത്തിൽ സൂര്യനെ സ്ഥാപിക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ച് ടോളമിയേക്കാൾ വിപുലമായ ധാരണ കോപ്പർനിക്കസിനുണ്ടായിരുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഗ്രഹ ഭ്രമണപഥങ്ങൾക്ക് ഒരു മാതൃകയായി കോപ്പർനിക്കസ് ഇപ്പോഴും വൃത്തങ്ങളെ ഉപയോഗിച്ചു.

പ്രശസ്ത ഡാനിഷ് ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞനായ ടൈക്കോ ബ്രാഹെ (1546 – ​​1601) ആയിരുന്നു കണ്ണ് മാത്രം ഉപയോഗിച്ച് ആകാശ വസ്തുക്കളെ നിരീക്ഷിച്ച അവസാനത്തെ ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞൻ. 1576 മുതൽ 1599 വരെ നിരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തിയ ശേഷം, ടൈക്കോ ബ്രാഹെ ഒരു ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞൻ കൂടിയായ ജർമ്മൻ ജ്യോതിശാസ്ത്രജ്ഞനായ ജോഹന്നാസ് കെപ്ലറുമായി (1571 – 1630) സഹകരിച്ചു. ടൈക്കോ ബ്രാഹെയുടെ സഹായി കൂടിയായിരുന്നു കെപ്ലർ. ടൈക്കോ ബ്രാഹെ മരിച്ചതിനാൽ ടൈക്കോ ബ്രാഹെയുടെയും കെപ്ലറിന്റെയും സഹകരണം അധികനാൾ നീണ്ടുനിന്നില്ല. ടൈക്കോ ബ്രാഹെയുടെ മരണശേഷം, കെപ്ലർ തന്റെ അധ്യാപകനിൽ നിന്ന് ലഭിച്ച ജ്യോതിശാസ്ത്ര ഡാറ്റ ഉപയോഗിക്കുകയും തന്റെ ജീവിതത്തിന്റെ ഇരുപത് വർഷത്തോളം ഗ്രഹങ്ങളുടെ ചലനം വിശദീകരിക്കാൻ ഒരു ഗണിത മാതൃക സൃഷ്ടിക്കാൻ ചെലവഴിക്കുകയും ചെയ്തു.

കെപ്ലറുടെ ജ്യോതിശാസ്ത്രത്തിലെ ആദ്യ കൃതിയുടെ പേര് പ്രപഞ്ച രഹസ്യം 1596-ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. കോപ്പർനിക്കസിന്റെ അഭിപ്രായത്തിൽ ഗ്രഹങ്ങളുടെ ഭ്രമണപഥങ്ങളും ടൈക്കോ ബ്രാഹെയുടെ നിരീക്ഷണങ്ങളും തമ്മിൽ ഒരു പൊരുത്തം കണ്ടെത്താൻ അദ്ദേഹം ഈ പുസ്തകത്തിൽ ശ്രമിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, കോപ്പർനിക്കസും ടോളമിയും വികസിപ്പിച്ച മാതൃകകളും ടൈക്കോ ബ്രാഹെയുടെ നിരീക്ഷണങ്ങളും തമ്മിൽ ഒരു പൊരുത്തം കണ്ടെത്താൻ കെപ്ലർ പരാജയപ്പെട്ടു. അതിനാൽ, ടോളമൈക്, കോപ്പർനിക്കൻ മാതൃകകൾ ഉപേക്ഷിച്ച് ഒരു പുതിയ മാതൃക കണ്ടെത്താൻ അദ്ദേഹം ശ്രമിച്ചു. 1609-ൽ, ദീർഘവൃത്തം ടൈക്കോ ബ്രാഹെയുടെ നിരീക്ഷണങ്ങളുമായി നന്നായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നുണ്ടെന്ന് കെപ്ലർ കണ്ടെത്തി. ആകാശഗോളങ്ങളുടെ ഭ്രമണപഥങ്ങളുടെ ആകൃതിയായി കെപ്ലർ ഇനി വൃത്തങ്ങളെയല്ല, മറിച്ച് ദീർഘവൃത്തങ്ങളെയാണ് ഉപയോഗിച്ചത്.

ഐസക് ന്യൂട്ടൺ മൂന്നാം നിയമം നിർദ്ദേശിക്കുന്നതിന് അരനൂറ്റാണ്ട് മുമ്പ് കെപ്ലർ ഈ നിയമം മുന്നോട്ടുവച്ചു. ചലന നിയമങ്ങൾ ദാൻ സാർവത്രിക ഗുരുത്വാകർഷണ നിയമം.

കെപ്ലറുടെ ഒന്നാം നിയമം
സൂര്യനെ ചുറ്റുമ്പോൾ ഓരോ ഗ്രഹത്തിന്റെയും പാതi, ദീർഘവൃത്താകൃതിയിലുള്ള, സൂര്യൻ ഒരു കേന്ദ്രത്തിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഒരു വൃത്താകൃതി.

കെപ്ലറുടെ രണ്ടാം നിയമം
സൂര്യനെ ഒരു ഗ്രഹവുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ഒരു സാങ്കൽപ്പിക രേഖ തുല്യ സമയ ഇടവേളകളിൽ തുല്യ വിസ്തീർണ്ണം കടന്നുപോകുന്നു.

കെപ്ലറുടെ മൂന്നാം നിയമം
സൂര്യനിൽ നിന്നുള്ള ഗ്രഹത്തിന്റെ ശരാശരി ദൂരത്തിന്റെ ഘനവും കാലഘട്ടത്തിന്റെ വർഗ്ഗവും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം (T²/r³) സ്ഥിരമാണ്, അതിന്റെ മൂല്യം എല്ലാ ഗ്രഹങ്ങൾക്കും തുല്യമാണ്.

റഫറൻസ്