I. Kepler menghabiskan seluruh hidupnya mencoba membuktikan bahwa tata surya kita adalah semacam seni mistik. Awalnya, ia mencoba membuktikan bahwa struktur sistemnya mirip dengan polihedra biasa dari geometri Yunani kuno. Pada masa Kepler, enam planet diketahui ada. Diyakini bahwa mereka ditempatkan di bola kristal. Menurut ilmuwan, bola-bola ini terletak sedemikian rupa sehingga polihedron dengan bentuk yang benar pas di antara bola-bola tetangga. Antara Jupiter dan Saturnus ada sebuah kubus tertulis di lingkungan eksternal di mana bola itu tertulis. Antara Mars dan Jupiter adalah tetrahedron, dan seterusnya. Setelah bertahun-tahun mengamati benda-benda langit, hukum Kepler muncul, dan ia menyangkal teori polihedranya.
Hukum
Sistem geosentris dunia Ptolemeus digantikan oleh sistem heliosentrisjenis yang dibuat oleh Copernicus. Kemudian, Kepler menemukan hukum gerak planet-planet mengelilingi Matahari.
Setelah bertahun-tahun mengamati planet-planet, tiga hukum Kepler muncul. Pertimbangkan mereka di artikel.
Pertama
Menurut hukum pertama Kepler, semua planet dalam sistem kita bergerak sepanjang kurva tertutup yang disebut elips. Termasyhur kami terletak di salah satu fokus elips. Ada dua di antaranya: ini adalah dua titik di dalam kurva, jumlah jarak dari mana ke titik elips adalah konstan. Setelah pengamatan yang panjang, ilmuwan dapat mengungkapkan bahwa orbit semua planet di sistem kita terletak hampir di bidang yang sama. Beberapa benda langit bergerak dalam orbit elips dekat dengan lingkaran. Dan hanya Pluto dan Mars yang bergerak dalam orbit yang lebih memanjang. Berdasarkan hal ini, hukum pertama Kepler disebut hukum elips.
Hukum Kedua
Mempelajari pergerakan benda memungkinkan ilmuwan untuk menetapkan bahwa kecepatan planet lebih besar selama periode ketika lebih dekat dengan Matahari, dan lebih kecil ketika berada pada jarak maksimum dari Matahari (ini adalah titik perihelion dan aphelion).
Hukum kedua Kepler mengatakan sebagai berikut: setiap planet bergerak dalam bidang yang melewati pusat bintang kita. Pada saat yang sama, vektor radius yang menghubungkan Matahari dan planet yang diteliti menggambarkan luas yang sama.
Dengan demikian, jelas bahwa benda-benda bergerak di sekitar katai kuning tidak merata, dan memiliki kecepatan maksimum di perihelion, dan kecepatan minimum di aphelion. Dalam prakteknya, hal ini dapat dilihat dari pergerakan Bumi. Setiap tahun pada awal Januariplanet kita, selama perjalanan melalui perihelion, bergerak lebih cepat. Karena itu, pergerakan Matahari di sepanjang ekliptika lebih cepat daripada waktu lainnya dalam setahun. Pada awal Juli, Bumi bergerak melalui aphelion, yang menyebabkan Matahari bergerak lebih lambat di sepanjang ekliptika.
Hukum Ketiga
Menurut hukum ketiga Kepler, ada hubungan antara periode revolusi planet-planet di sekitar bintang dan jarak rata-ratanya dari bintang itu. Ilmuwan menerapkan hukum ini ke semua planet di sistem kita.
Penjelasan undang-undang
Hukum Kepler hanya dapat dijelaskan setelah penemuan hukum gravitasi Newton. Menurutnya, benda-benda fisik mengambil bagian dalam interaksi gravitasi. Ini memiliki universalitas universal, yang mempengaruhi semua objek dari jenis material dan bidang fisik. Menurut Newton, dua benda diam bekerja satu sama lain dengan gaya yang sebanding dengan produk beratnya dan berbanding terbalik dengan kuadrat celah di antara keduanya.
Gerakan Marah
Pergerakan benda-benda tata surya kita dikendalikan oleh gaya gravitasi katai kuning. Jika benda-benda hanya tertarik oleh gaya Matahari, maka planet-planet akan bergerak mengitarinya persis sesuai dengan hukum gerak Kepler. Jenis gerakan ini disebut tidak terganggu atau Keplerian.
Faktanya, semua objek dari sistem kita tidak hanya tertarik oleh bintang kita, tetapi juga oleh satu sama lain. Oleh karena itu, tidak ada benda yang dapat bergerak tepat sepanjang elips, hiperbola, atau lingkaran. Jika benda menyimpang dari hukum Kepler selama gerak, maka inidisebut perturbasi, dan gerakan itu sendiri disebut perturbasi. Itulah yang dianggap nyata.
Orbit benda langit bukanlah elips tetap. Selama tarikan oleh benda lain, orbit elips berubah.
Kontribusi I. Newton
Isaac Newton dapat menyimpulkan dari hukum Kepler tentang gerak planet, hukum gravitasi universal. Newton menggunakan gravitasi universal untuk memecahkan masalah kosmik-mekanik.
Setelah Isaac, kemajuan dalam bidang mekanika langit adalah perkembangan ilmu matematika yang digunakan untuk memecahkan persamaan yang menyatakan hukum Newton. Ilmuwan ini dapat membuktikan bahwa gravitasi planet ditentukan oleh jarak dan massanya, tetapi indikator seperti suhu dan komposisi tidak berpengaruh.
Dalam karya ilmiahnya, Newton menunjukkan bahwa hukum Keplerian ketiga tidak sepenuhnya akurat. Dia menunjukkan bahwa ketika menghitung, penting untuk memperhitungkan massa planet, karena pergerakan dan berat planet terkait. Kombinasi harmonik ini menunjukkan hubungan antara hukum Keplerian dan hukum gravitasi Newton.
Astrodinamika
Penerapan hukum Newton dan Kepler menjadi dasar munculnya astrodinamika. Ini adalah cabang mekanika langit yang mempelajari pergerakan benda-benda kosmik buatan, yaitu: satelit, stasiun antarplanet, berbagai kapal.
Astrodinamika terlibat dalam perhitungan orbit pesawat ruang angkasa, dan juga menentukan parameter apa yang akan diluncurkan, orbit mana yang diluncurkan, manuver apa yang perlu dilakukan,merencanakan efek gravitasi pada kapal. Dan ini sama sekali bukan semua tugas praktis yang diletakkan di depan astrodinamika. Semua hasil yang diperoleh digunakan dalam berbagai misi luar angkasa.
Astrodinamika berkaitan erat dengan mekanika langit, yang mempelajari pergerakan benda-benda kosmik alami di bawah pengaruh gravitasi.
Orbit
Di bawah orbit, pahami lintasan suatu titik dalam ruang tertentu. Dalam mekanika langit, umumnya diyakini bahwa lintasan suatu benda dalam medan gravitasi benda lain memiliki massa yang jauh lebih besar. Dalam sistem koordinat persegi panjang, lintasan mungkin dalam bentuk bagian kerucut, mis. diwakili oleh parabola, elips, lingkaran, hiperbola. Dalam hal ini, fokus akan bertepatan dengan pusat sistem.
Untuk waktu yang lama diyakini bahwa orbit harus bulat. Untuk waktu yang cukup lama, para ilmuwan mencoba memilih dengan tepat versi gerakan melingkar, tetapi mereka tidak berhasil. Dan hanya Kepler yang mampu menjelaskan bahwa planet-planet tidak bergerak dalam orbit melingkar, tetapi dalam orbit yang memanjang. Hal ini memungkinkan untuk menemukan tiga hukum yang dapat menggambarkan pergerakan benda langit di orbit. Kepler menemukan elemen orbit berikut: bentuk orbit, kemiringannya, posisi bidang orbit tubuh di ruang angkasa, ukuran orbit, dan waktunya. Semua elemen ini menentukan orbit, terlepas dari bentuknya. Dalam perhitungan, bidang koordinat utama dapat berupa bidang ekliptika, galaksi, ekuator planet, dll.
Beberapa penelitian menunjukkan bahwabentuk geometris orbit dapat berbentuk elips dan membulat. Ada pembagian menjadi tertutup dan terbuka. Berdasarkan sudut kemiringan orbitnya terhadap bidang ekuator bumi, orbit dapat berbentuk kutub, miring, dan ekuator.
Menurut periode revolusi di sekitar tubuh, orbit dapat sinkron atau sinkron matahari, sinkron-diurnal, kuasi-sinkron.
Seperti yang dikatakan Kepler, semua benda memiliki kecepatan gerakan tertentu, mis. kecepatan orbit. Itu bisa konstan di seluruh sirkulasi di seluruh tubuh atau berubah.
