Bewegingen van de planeten in het zonnestelsel

Al voor de uitvinding van de geschreven taal , mensen keken naar de hemel met fascinatie en ontzag . Onder de vaste sterren , sommige objecten in de hemel reisde over de hemelen . Die voorwerpen werden " zwervers ", van het Griekse vorm van waarin we de naam planeten . Hoewel mensen de bewegingen van de planeten voor duizenden jaren hebben waargenomen , werden de regels voor hun bewegingen alleen bepaald in het begin van 1600 . Het duurde bijna nog eens 100 jaar om de redenen achter die regels uit te leggen. Ptolemaeus ' Universe
Ptolemaeus geprobeerd om een ​​functioneel model van het zonnestelsel te maken, maar het werd ontsierd door het plaatsen van de aarde in het midden .

De astronoom Ptolemaeus , een Romeins burger van Egypte , was de belangrijkste astronoom niet alleen zijn eigen tijd , maar honderden jaren voor en na . Ptolemaeus leefde ruim voor de leeftijd van de wetenschap, voor metingen en experimenten belangrijker dan filosofie werden beschouwd . Dus waarnemingen Ptolemaeus werden gebaseerd op drie filosofische veronderstellingen: objecten in de hemel alleen verplaatsen in perfecte cirkels , objecten in de hemel nooit veranderen , en de Aarde is in het centrum van het universum . Ptolemaeus opgenomen opmerkingen van de bewegingen van de planeten . Echter , met die regels te volgen , het wiskundige model van het universum kwam hij met in het jaar 150 voorspelde de planeten reizen in cirkels op cirkels op cirkels . Het werkte bijna , maar het was een ingewikkelde puinhoop die geen kans nauwkeurig verklaren van de beweging van planeten hadden .
Copernicus , Brahe en Kepler
Copernicus kreeg de volgorde van de planeten recht , maar omdat hij veronderstelde cirkelvormige banen , de bewegingen hij voorspelde waren ingevuld.

Na 1400 jaar , Nicolaus Copernicus publiceerde een model van het zonnestelsel dat de zon zetten in het centrum met de planeten in een baan . Maar hij elke planeet zette ook in een cirkelvormige baan , dus zijn model niet erg goed gingen voorspellen de beweging van de planeten . Al snel na , de Deense astronoom Tycho Brahe ontwikkelde instrumenten die ongelooflijk nauwkeurige metingen van de beweging van de planeten gemaakt . Willen deze opmerkingen passen in Ptolemaeus model , kon hij niet zijn eigen model zeer goed te werken ook niet. Johannes Kepler werkte met Brahe tot aan de dood van Brahe en bleef gegevens Brahe analyseren daarna. In de eerste jaren van de 17e eeuw , Kepler kwam met een werkend geheel van regels voor de beweging van de planeten .
Wetten van Kepler

Kepler kwam met drie wetten die de beweging van alle planeten nauwkeurig te beschrijven . Ten eerste, de planeten om de zon in elliptische banen , met de zon in een van de brandpunten van de ellips . Ten tweede , een lijn die een planeet verbindt met de zon veegt gelijke gebieden in gelijke tijden . Ten derde , de verhouding tussen het kwadraat van de periode van een planeet aan de kubus van de lange as is constant voor alle planeten . Samen , die regels beschrijven hoe planeten om de zon. De planeten in ellipsen , of afgeplatte cirkels , met de mate van afplatting gegeven door de orbitale excentriciteit . Als een planeet verder van de zon , het beweegt langzamer; op haar dichtste nadering , het beweegt het snelst , zoals impliciet door Kepler's tweede wet . De afstand en tijd volgen Kepler derde regel bijna perfect . Echter , niemand wist waarom de wetten van Kepler werkte .
Isaac Newton

Niet lang daarna , Isaac Newton ontwikkelde zijn theorie van de zwaartekracht . De zwaartekracht tussen de zon en een planeet wordt gegeven door de volgende vergelijking :

- GX (massa zon ) /straal ^ 2

waarin G de gravitatieconstante en de afstand is de afstand tussen de zon en de planeet . De resulterende vergelijking is als volgt :

radius = ( minimale radius ) x ( 1 + e ) /( 1 + e X cos [ theta ] )

waarbij theta de hoek van de lijn tussen de zon en de planeet . Zoals Kepler had vastgesteld , dit is de vergelijking van een ellips , met excentriciteit e . Kepler twee andere wetten zijn ook gevolgen van Newtons theorie van de zwaartekracht .