Что такое движение планет?

Как движутся планеты - один из самых ранних вопросов, с которыми сталкивались древние ученые, пытаясь определить правила вселенной. Ранние теории предполагали, что Земля является центром вселенной, и все небесные объекты вращаются вокруг нее. Результаты Галилея показали, что Солнце, а не Земля, является центром нашей солнечной системы, и планеты движутся вокруг нее с различными скоростями и углами. Современные теории движения планет основаны на работах немецкого астронома 16-го века Иоганна Кеплера.

Используя работу своего наставника Тихо Браге в качестве основы для своих теорий, Кеплер изменил миры астрономии и физики благодаря своим трем законам движения планет. Хотя в то время было известно только шесть планет, его теории были подтверждены более чем столетием спустя Ньютоном и хорошо держались в течение более 400 лет. Хотя его теории несколько озадачивают неастронома, они сильно изменили игровое поле для мира науки о планетах.

Первый закон, который определил Кеплер, заключался в том, что движение планет эллиптическое, а не циклическое. Вместо того, чтобы двигаться по солнцу по кругу, каждая планета движется по орбите овальной формы. Этот закон полностью противоречил преобладающим теориям движения планет, существовавшим со времен Аристотеля, но подавляющее количество научных доказательств в конечном итоге подтвердило правильность новой теории Кеплера.

Второй закон Кеплера касается скорости движения планет по их орбите. Планеты меняют скорость относительно своего положения относительно Солнца; когда они ближе, они ускоряются, а когда они находятся дальше, они замедляются. Второй закон Кеплера гласит, что за равные промежутки времени планета будет перемещаться на равное расстояние. По сути, расстояние, которое он должен пройти за один месяц, больше, но с большей скоростью, когда он находится близко к Солнцу, в то время как вдали от Солнца он будет двигаться медленнее, но у него будет меньшее расстояние, чтобы покрыть. Согласно этому закону движения планет, скорость уравновешивает расстояние, поэтому планета почти всегда преодолевает одинаковое расстояние в течение определенного периода времени.

Третий закон движения планет, который предсказал Кеплер, более математичен и сложен по своей природе. В то время как первые два закона касаются того, как планета движется относительно Солнца, третий закон сравнивает движения планеты с другими планетами. По сути, если вы возведете в квадрат количество времени, необходимое планете для завершения орбиты, и поделите ее на среднее расстояние от планеты до солнца в кубах, вы получите почти одинаковое соотношение для каждой планеты. Это означает, что время обращения планеты прямо пропорционально величине орбиты, поэтому соотношение практически одинаково независимо от того, какая планета описывается.

Движение планет помогает описать правила солнечной системы, но на этом ее полезность не заканчивается. В дополнение к объяснению того, как движутся планеты, это также помогает современным ученым определить схемы обращения спутников и других искусственных объектов, помещаемых в космос. Законы Кеплера также помогли объяснить орбитальный паттерн новых планет, которые просто обнаруживаются с помощью передовых технологий, даже если мы не можем визуально наблюдать их.