Co je to Planetární pohyb?

Jak se planety pohybují, je jednou z prvních otázek, se kterými se starověcí vědci potýkali, když se snažili určit pravidla vesmíru. První teorie předpokládaly, že Země je středem vesmíru a všechny nebeské předměty obíhají kolem něj. Na základě zjištění Galileo bylo odhaleno, že slunce, ne Země, bylo středem naší sluneční soustavy a planety se pohybovaly kolem něj různými rychlostmi a úhly. Dnešní teorie planetárního pohybu vycházejí z práce německého astronoma Johna Keplera ze 16. století.

Kepler použil práci svého mentora, Tycha Brahe, jako základ pro své teorie, změnil světy astronomie a fyziky prostřednictvím tří zákonů planetárního pohybu. Ačkoli v té době bylo známo pouze šest planet, jeho teorie byly Newtonem potvrzeny o více než století později a vydržely více než 400 let. Ačkoli jeho teorie jsou poněkud matoucí pro astronoma, výrazně změnili podmínky pro svět planetární vědy.

První zákon, který Kepler určil, byl, že planetární pohyb je spíše eliptický než cyklický. Spíše než pohybující se kruhovým vzorem kolem Slunce se každá planeta pohybuje na oválné oběžné dráze. Tento zákon byl v naprostém rozporu s převládajícími teoriemi planetárního pohybu, které existovaly od doby Aristotela, ale ohromující vědecké důkazy nakonec prokázaly, že Keplerova nová teorie byla pravdivá.

Keplerův druhý zákon se zabývá rychlostí, kterou se planety pohybují při sledování své oběžné dráhy. Planety mění rychlost vzhledem ke své poloze na slunci; když jsou blíž, zrychlují a když jsou dál, zpomalí. Keplerův druhý zákon říká, že ve stejném časovém období se planeta bude pohybovat o stejnou vzdálenost. V zásadě je vzdálenost, kterou by uběhlo za měsíc, delší, ale při vyšší rychlosti, když je blízko slunce, zatímco daleko od slunce by se pohybovala pomaleji, ale měla menší vzdálenost, kterou by mohla pokrýt. Podle tohoto zákona planetárního pohybu rychlost vyrovnává vzdálenost, takže planeta téměř vždy pokryje stejné množství vzdálenosti v daném časovém období.

Třetí zákon planetárního pohybu, který Kepler věnoval, je svou povahou matematičtější a komplikovanější. Zatímco první dva zákony se zabývají tím, jak se planeta pohybuje vůči slunci, třetí zákon porovnává pohyby planety s jinými planetami. Zjednodušeně řečeno, pokud vynásobíte množství času, které planeta potřebuje k dokončení oběžné dráhy, a vydělíte ji průměrnou krychlovou vzdáleností planety od Slunce, přijdete s téměř stejným poměrem pro každou planetu. To znamená, že oběžná doba planety je přímo úměrná velikosti oběžné dráhy, takže poměr je téměř úplně stejný bez ohledu na to, o jaké planetě se jedná.

Planetární pohyb pomáhá popsat pravidla sluneční soustavy, ale její užitečnost zde nekončí. Kromě vysvětlování toho, jak se planety pohybují, pomáhá moderním vědcům také určovat oběžnou dráhu satelitů a dalších umělých objektů, které se ukládají do vesmíru. Keplerovy zákony také pomohly vysvětlit oběžnou dráhu nových planet, které právě objevují moderní technologie, i když je nemůžeme vizuálně pozorovat.