Hva er Keplers lover?

Keplers lover er tre ligninger som styrer bevegelsen til astronomiske organer. Keplers lover ble først oppdaget av 1600-tallets astronom Johannes Kepler mens han analyserte data samlet av Tycho Brahe. Keplers lover er en utvidelse av Copernicus tidligere heliosentriske teori, og banet etter hvert veien for Isaac Newtons komplette teori om hvordan kropper samhandler. Newtons likninger av tyngdekraft og bevegelse kan brukes til å utlede Keplers lover, hvis du antar at det bare er to legemer, hvorav den ene er fast, og den ene går i bane med mindre enn rømningshastigheten. Selv om Keplers lover opprinnelig ble utviklet for å forklare planetbevegelser, gjelder de ethvert legeme som er i bane rundt et mye mer massivt legeme.

Den første av Keplers lover sier at en planet, eller en hvilken som helst annen gjenstand i bane rundt solen, følger en elliptisk bane med solen på ett fokus. Formen på disse ellipsene avhenger av solens masse, planetens posisjon og planetens hastighet. Et sett med seks tall, kalt Keplerian-elementene, kan brukes til å spesifisere den nøyaktige banen som en planet sporer ut.

Den andre av Keplers lover sier at en planet i bane sporer ut like områder i like tider. Hvis du tegner en linje fra planeten til solen, og legger opp området som linjen sveiper over i et gitt tidsintervall, er den alltid konstant. Denne loven er en konsekvens av bevaring av kantet fart; hvis planeten beveger seg raskere, må den også være nærmere solen. Økningen i området dekket fra større vinkelbevegelse, og nedgangen i området dekket fra kortere avstand, må nøyaktig avbryte hverandre.

Den tredje loven sier at kvadratet for baneperioden må være direkte proporsjonalt med kuben til banehalvets halv-hovedakse. Den halve hovedaksen er halvparten av den totale avstanden mellom periheljonen, eller nærmest tilnærming til solen, og aphelionen, eller den fjerneste avstanden fra solen. En planet veldig langt fra solen, for eksempel Neptune, har en mye større bane; den beveger seg også saktere, tar mer tid å dekke den samme avstanden enn en planet som Merkur. Det nøyaktige forholdet mellom orbital periode, semi-major akse, masse og gravitasjonskonstanten ble senere utarbeidet av Isaac Newton.