Material despre legile lui Kepler
Îți amintești prima dată când ai mers cu mașina (nu când erai bebeluș)? Când erai într-o mașină în mișcare, vedeai ca și cum copacii sau clădirile se mișcau. Pe atunci, ai fi putut crede că copacii sau clădirile se mișcau, în timp ce tu și mașina erați nemișcați. În realitate, tu și mașina vă mișcați, în timp ce copacii sau clădirile erau nemișcate. De fapt, experimentăm această mișcare aparentă sau mișcare falsă în fiecare zi. În fiecare dimineață, soarele „răsare” la orizontul estic, apoi se mișcă spre vest și „apune” la orizontul vestic după-amiaza. În mod similar, noaptea, vezi adesea luna mișcându-se de la est la vest. Te-ai gândit sau ai bănuit vreodată că soarele și luna se mișcă în jurul pământului, în timp ce pământul este nemișcat?
Oamenii antici (începutul erei d.Hr.) credeau, de asemenea, că soarele, luna și alte corpuri cerești se învârteau în jurul Pământului, în timp ce Pământul rămânea staționar. Cu alte cuvinte, Pământul era considerat centrul universului (geocentric). Această presupunere se baza pe o experiență senzorială umană limitată, care observa zilnic soarele, luna și stelele în mișcare, în timp ce Pământul era perceput ca fiind staționar. Este similar cu atunci când te afli într-o mașină în mișcare, și vezi ca și cum copacii sau clădirile s-ar mișca. Această idee că Pământul este centrul universului a fost cercetată și dezvoltată de astronomul grec Claudius Ptolemeu (100-170 d.Hr.) în secolul al II-lea d.Hr. și a fost crezută timp de următorii 1400 de ani.
Conform lui Ptolemeu, Pământul se află în centrul sistemului solar. Soarele și planetele orbitează într-un cerc (rotație), centrul acestui cerc orbitând Pământul într-o traiectorie circulară (revoluție).
În 1543, astronomul polonez Nicolaus Copernicus (1473–1543) a propus modelul heliocentric, în care soarele se află în centrul sistemului solar. Planetele, inclusiv Pământul, orbitează un cerc (rotație), centrul acestui cerc orbitând soarele într-o traiectorie circulară (revoluție). Copernicus avea o înțelegere mai avansată decât Ptolemeu, plasând soarele în centrul sistemului solar. Cu toate acestea, Copernicus a folosit în continuare cercurile ca model pentru orbitele planetare.
Un celebru astronom danez pe nume Tycho Brahe (1546 – 1601) a fost ultimul astronom care a observat obiecte cerești folosind doar ochiul liber. După ce a efectuat observații între 1576 și 1599, Tycho Brahe a colaborat apoi cu un astronom german, Johannes Kepler (1571 – 1630), care era și matematician. Kepler a fost asistentul lui Tycho Brahe. Colaborarea dintre Tycho Brahe și Kepler nu a durat mult, deoarece Tycho Brahe a murit. După moartea lui Tycho Brahe, Kepler a folosit datele astronomice obținute de profesorul său și a petrecut aproximativ douăzeci de ani din viață creând un model matematic pentru a explica mișcarea planetelor.
Prima lucrare a lui Kepler în astronomie, Misterele Universului, a fost publicată în 1596. În ea, el a încercat să găsească o armonie între orbitele planetare ale lui Copernic și observațiile lui Tycho Brahe. Cu toate acestea, Kepler nu a reușit să găsească o armonie între modelele dezvoltate de Copernic și Ptolemeu și observațiile lui Tycho Brahe. Prin urmare, a abandonat modelele ptolemeic și copernican și a încercat să găsească un nou model. În 1609, Kepler a descoperit că elipsa se potrivea perfect cu observațiile lui Tycho Brahe. Kepler nu mai folosea cercuri ca formă a orbitelor corpurilor cerești, ci mai degrabă elipse.
Această lege a fost propusă de Kepler cu o jumătate de secol înainte ca Isaac Newton să-și prezinte cele trei legi ale mișcării și legea gravitației universale.
Prima lege a lui Kepler
Traiectoria fiecărei planete pe măsură ce orbitează Soarelei, de formă eliptică, unde soarele se află într-unul dintre focare.
A doua lege a lui Kepler
O linie imaginară care leagă soarele de o planetă mătură suprafețe egale în intervale egale de timp.
A treia lege a lui Kepler
Raportul dintre pătratul perioadei și cubul distanței medii a planetei față de soare (T2/r3) este constantă și valoarea sa este aceeași pentru toate planetele.
