Hvad er planetarisk bevægelse?

Hvordan planeter bevæger sig er et af de tidligste spørgsmål, som antikke videnskabsmænd kæmpede med for at prøve at bestemme universets regler. Tidlige teorier postulerede om, at Jorden var centrum af universet, og alle himmelobjekter kredsede rundt om den. Med Galileos fund blev det afsløret, at solen, ikke Jorden, var centrum for vores solsystem, og planeterne bevægede sig omkring den i forskellige hastigheder og vinkler. Dagens teorier om planetbevægelse er baseret på værket af det tyske astronom Johannes Kepler fra 1500-tallet.

Ved hjælp af hans mentor, Tycho Brahe, som grundlag for sine teorier ændrede Kepler verdens astronomi og fysik gennem sine tre love om planetarisk bevægelse. Selvom det kun på det tidspunkt kun var kendt seks planeter, blev hans teorier bekræftet mere end et århundrede senere af Newton og har holdt sig godt i over 400 år. Selvom hans teorier er lidt forvirrende over for ikke-astronomen, ændrede de spillefeltet for planetvidenskabens verden meget.

Den første lov, som Kepler bestemte, var, at planetbevægelse er elliptisk snarere end cyklisk. I stedet for at bevæge sig i et cirkulært mønster omkring solen, bevæger hver planet sig i en oval formet bane. Denne lov var i fuldstændig uenighed med de herskende teorier om planetbevægelse, der havde eksisteret siden Aristoteles tid, men overvældende videnskabelige beviser beviste til sidst Keplers nye teori for at være sand.

Keplers anden lov omhandler den hastighed, som planeter bevæger sig, mens de følger deres bane. Planeter ændrer hastighed i forhold til deres position til solen; når de er tættere, fremskynder de, og når de er længere væk, bremser de. Keplers anden lov siger, at en planet vil bevæge sig i lige store afstand over lige store tidsperioder. Grundlæggende er afstanden, den ville rejse i en måned, længere, men med en højere hastighed, når den er tæt på solen, mens den langt fra solen bevæger sig langsommere, men har mindre afstand til at dække. I henhold til denne lov om planetbevægelse afbalancerer hastigheden afstanden, så en planet vil næsten altid dække den samme mængde afstand i et givet tidsrum.

Den tredje lov om planetbevægelse, som Kepler divinerede, er mere matematisk og kompliceret. Mens de to første love handler om, hvordan en planet bevæger sig i forhold til solen, sammenligner den tredje lov en planetens bevægelser med andre planeter. Grundlæggende angivet, hvis du kvadraterer den tid, en planet tager for at fuldføre en bane, og deler den med den kubede gennemsnitlige afstand fra planeten til solen, vil du få et næsten identisk forhold for hver planet. Dette betyder, at planetens omløbstid er direkte proportional med hvor stor bane er, så forholdet er næsten nøjagtigt det samme, uanset hvilken planet der beskrives.

Planetbevægelse hjælper med at beskrive solsystemets regler, men dets anvendelighed slutter ikke der. Ud over at forklare, hvordan planeterne bevæger sig, hjælper det også moderne videnskabsmænd med at bestemme omløbsmønstre for satellitter og andre menneskeskabte genstande, der sættes i rummet. Keplers love har også bidraget til at forklare omløbsmønsteret for nye planeter, der lige er blevet opdaget med avanceret teknologi, selvom vi ikke kan se dem visuelt.