Hva er planetarisk bevegelse?

Hvordan planeter beveger seg er et av de tidligste spørsmålene som antikke forskere kjempet med når de prøvde å bestemme universets regler. Tidlige teorier postulerte at Jorden var sentrum av universet, og alle himmelobjekter gikk i bane rundt den. Med Galileos funn ble det avslørt at solen, ikke jorden, var sentrum av solsystemet vårt, og planetene beveget seg rundt den i varierende hastigheter og vinkler. Dagens teorier om planetbevegelse er basert på arbeidet med det tyske astronomen Johannes Kepler fra 1500-tallet.

Ved å bruke arbeidet til sin mentor, Tycho Brahe, som grunnlag for sine teorier, forandret Kepler verdens astronomi og fysikk gjennom sine tre lover om planetarisk bevegelse. Selv om det på det tidspunktet bare var seks planeter, ble hans teorier bekreftet mer enn et århundre senere av Newton, og har holdt godt opp i over 400 år. Selv om hans teorier er litt forvirrende for ikke-astronomen, endret de spillefeltet for planetvitenskapens verden i stor grad.

Den første loven som Kepler bestemte var at planetbevegelse er elliptisk snarere enn syklisk. Heller enn å bevege seg i et sirkulært mønster rundt solen, beveger hver planet seg i en oval formet bane. Denne loven var i fullstendig uenighet med de rådende teoriene om planetbevegelse som hadde eksistert siden Aristoteles tid, men overveldende vitenskapelige bevis viste til slutt Keplers nye teori å være sann.

Keplers andre lov omhandler hastigheten som planetene beveger seg mens de følger deres bane. Planeter endrer hastighet i forhold til sin posisjon til solen; når de er nærmere, får de fart, og når de er lenger borte, bremser de. Keplers andre lov sier at over jevne perioder vil en planet bevege seg i like stor avstand. I utgangspunktet er avstanden den ville reise i løpet av en måned lengre, men med høyere hastighet når det er nær solen, mens det langt fra solen vil bevege seg saktere, men har mindre avstand til å dekke. I henhold til denne loven om planetbevegelse balanserer farten ut avstanden, slik at en planet nesten alltid vil dekke den samme mengden avstand i et gitt tidsrom.

Den tredje loven om planetbevegelse som Kepler divinerte er mer matematisk og komplisert. Mens de to første lovene omhandler hvordan en planet beveger seg i forhold til solen, sammenligner den tredje loven en planets bevegelser med andre planeter. I utgangspunktet er det sagt at hvis du kvadraterer tiden en planet tar for å fullføre en bane, og deler den med den kubiske gjennomsnittlige avstanden til planeten til solen, vil du komme opp med et nesten identisk forhold for hver planet. Dette betyr at banens omløpstid er direkte proporsjonal med hvor stor bane er, så forholdet er nesten nøyaktig det samme uansett hvilken planet som blir beskrevet.

Planetbevegelse hjelper til med å beskrive solsystemets regler, men nytten av det slutter ikke der. I tillegg til å forklare hvordan planetene beveger seg, hjelper det også moderne forskere med å bestemme omløpsmønstrene til satellitter og andre menneskeskapte gjenstander som blir satt ut i verdensrommet. Keplers lover har også bidratt til å forklare omløpsmønsteret til nye planeter som nettopp ble oppdaget av avansert teknologi, selv om vi ikke kan se dem visuelt.