Yo. Kepler pasó toda su vida tratando de demostrar que nuestro sistema solar es una especie de arte místico. Inicialmente, trató de probar que la estructura del sistema es similar a los poliedros regulares de la geometría griega antigua. En la época de Kepler, se sabía que existían seis planetas. Se creía que se colocaban en esferas de cristal. Según el científico, estas esferas estaban ubicadas de tal manera que los poliedros de la forma correcta encajaban exactamente entre las esferas vecinas. Entre Júpiter y Saturno hay un cubo inscrito en el medio exterior en el que está inscrita la esfera. Entre Marte y Júpiter hay un tetraedro, y así sucesivamente. Después de muchos años de observar objetos celestes, aparecieron las leyes de Kepler, y refutó su teoría de los poliedros.
Leyes
El sistema ptolemaico geocéntrico del mundo fue reemplazado por el sistema heliocéntricoTipo creado por Copérnico. Aún más tarde, Kepler descubrió las leyes del movimiento de los planetas alrededor del Sol.
Después de muchos años de observaciones de los planetas, aparecieron las tres leyes de Kepler. Considéralos en el artículo.
Primero
Según la primera ley de Kepler, todos los planetas de nuestro sistema se mueven a lo largo de una curva cerrada llamada elipse. Nuestra luminaria se encuentra en uno de los focos de la elipse. Hay dos de ellos: estos son dos puntos dentro de la curva, la suma de las distancias desde las cuales a cualquier punto de la elipse es constante. Después de largas observaciones, el científico pudo revelar que las órbitas de todos los planetas de nuestro sistema se encuentran casi en el mismo plano. Algunos cuerpos celestes se mueven en órbitas elípticas cercanas a un círculo. Y solo Plutón y Marte se mueven en órbitas más alargadas. En base a esto, la primera ley de Kepler se denominó ley de las elipses.
Segunda Ley
Estudiar el movimiento de los cuerpos permite al científico establecer que la velocidad del planeta es mayor durante el período en que está más cerca del Sol, y menor cuando está en su máxima distancia al Sol (estos son los puntos de perihelio y afelio).
La segunda ley de Kepler dice lo siguiente: cada planeta se mueve en un plano que pasa por el centro de nuestra estrella. Al mismo tiempo, el radio vector que conecta el Sol y el planeta bajo estudio describe áreas iguales.
Por lo tanto, está claro que los cuerpos se mueven alrededor de la enana amarilla de manera desigual y tienen una velocidad máxima en el perihelio y una velocidad mínima en el afelio. En la práctica, esto se puede ver en el movimiento de la Tierra. Anualmente a principios de eneronuestro planeta, durante el paso por el perihelio, se mueve más rápido. Debido a esto, el movimiento del Sol a lo largo de la eclíptica es más rápido que en otras épocas del año. A principios de julio, la Tierra se mueve a través del afelio, lo que hace que el Sol se mueva más lentamente a lo largo de la eclíptica.
Tercera Ley
Según la tercera ley de Kepler, se establece una conexión entre el período de revolución de los planetas alrededor de la estrella y su distancia media a ella. El científico aplicó esta ley a todos los planetas de nuestro sistema.
Explicación de las leyes
Las leyes de Kepler solo pudieron explicarse después del descubrimiento de Newton de la ley de la gravedad. Según él, los objetos físicos participan en la interacción gravitatoria. Tiene universalidad universal, que afecta a todos los objetos de tipo material y campos físicos. Según Newton, dos cuerpos estacionarios actúan mutuamente entre sí con una fuerza proporcional al producto de su peso e inversamente proporcional al cuadrado de los espacios entre ellos.
Movimiento indignado
El movimiento de los cuerpos de nuestro sistema solar está controlado por la fuerza de gravedad de la enana amarilla. Si los cuerpos fueran atraídos únicamente por la fuerza del Sol, entonces los planetas se moverían a su alrededor exactamente de acuerdo con las leyes del movimiento de Kepler. Este tipo de movimiento se denomina imperturbado o kepleriano.
De hecho, todos los objetos de nuestro sistema son atraídos no solo por nuestra luminaria, sino también entre sí. Por lo tanto, ninguno de los cuerpos puede moverse exactamente a lo largo de una elipse, una hipérbola o un círculo. Si un cuerpo se desvía de las leyes de Kepler durante el movimiento, entonces estose llama perturbación, y el movimiento mismo se llama perturbado. Eso es lo que se considera real.
Las órbitas de los cuerpos celestes no son elipses fijas. Durante la atracción por otros cuerpos, la elipse de la órbita cambia.
Contribución de I. Newton
Isaac Newton pudo deducir de las leyes del movimiento planetario de Kepler la ley de la gravitación universal. Newton usó la gravitación universal para resolver problemas cósmico-mecánicos.
Después de Isaac, el progreso en el campo de la mecánica celeste fue el desarrollo de la ciencia matemática utilizada para resolver las ecuaciones que expresan las leyes de Newton. Este científico pudo establecer que la gravedad del planeta está determinada por la distancia y la masa, pero indicadores como la temperatura y la composición no tienen ningún efecto.
En su trabajo científico, Newton demostró que la tercera ley de Kepler no es del todo exacta. Demostró que a la hora de calcular es importante tener en cuenta la masa del planeta, ya que el movimiento y el peso de los planetas están relacionados. Esta combinación armónica muestra la relación entre las leyes de Kepler y la ley de la gravedad de Newton.
Astrodinámica
La aplicación de las leyes de Newton y Kepler se convirtió en la base para el surgimiento de la astrodinámica. Esta es una rama de la mecánica celeste que estudia el movimiento de cuerpos cósmicos creados artificialmente, a saber: satélites, estaciones interplanetarias, varias naves.
La astrodinámica se dedica a los cálculos de las órbitas de las naves espaciales y también determina qué parámetros lanzar, qué órbita lanzar, qué maniobras deben llevarse a cabo,planificación del efecto gravitacional en los barcos. Y estas no son de ninguna manera todas las tareas prácticas que se le presentan a la astrodinámica. Todos los resultados obtenidos se utilizan en una gran variedad de misiones espaciales.
La astrodinámica está estrechamente relacionada con la mecánica celeste, que estudia el movimiento de los cuerpos cósmicos naturales bajo la influencia de la gravedad.
Órbitas
Bajo la órbita entiende la trayectoria de un punto en un espacio dado. En mecánica celeste, comúnmente se cree que la trayectoria de un cuerpo en el campo gravitatorio de otro cuerpo tiene una masa mucho mayor. En un sistema de coordenadas rectangulares, la trayectoria puede tener la forma de una sección cónica, es decir, ser representado por una parábola, elipse, círculo, hipérbola. En este caso, el foco coincidirá con el centro del sistema.
Durante mucho tiempo se creyó que las órbitas debían ser redondas. Durante bastante tiempo, los científicos intentaron elegir exactamente la versión circular del movimiento, pero no lo consiguieron. Y solo Kepler pudo explicar que los planetas no se mueven en una órbita circular, sino alargada. Esto permitió descubrir tres leyes que podrían describir el movimiento de los cuerpos celestes en órbita. Kepler descubrió los siguientes elementos de la órbita: la forma de la órbita, su inclinación, la posición del plano de la órbita del cuerpo en el espacio, el tamaño de la órbita y el tiempo. Todos estos elementos definen una órbita, independientemente de su forma. En los cálculos, el plano de coordenadas principal puede ser el plano de la eclíptica, la galaxia, el ecuador planetario, etc.
Múltiples estudios demuestran quela forma geométrica de la órbita puede ser elíptica y redondeada. Hay una división en cerrados y abiertos. Según el ángulo de inclinación de la órbita con respecto al plano del ecuador terrestre, las órbitas pueden ser polares, inclinadas y ecuatoriales.
Según el período de revolución alrededor del cuerpo, las órbitas pueden ser síncronas o heliosíncronas, síncronas-diurnas, casi síncronas.
Como dijo Kepler, todos los cuerpos tienen una cierta velocidad de movimiento, es decir velocidad orbital Puede ser constante a lo largo de toda la circulación alrededor del cuerpo o cambiar.
