I. Kepler bütün həyatını günəş sistemimizin bir növ mistik sənət olduğunu sübut etməyə çalışdı. Əvvəlcə o, sistemin strukturunun qədim yunan həndəsəsindən müntəzəm çoxüzlülərə bənzədiyini sübut etməyə çalışdı. Kepler dövründə altı planetin mövcud olduğu bilinirdi. Onların kristal kürələrə yerləşdirildiyinə inanılırdı. Alimin fikrincə, bu kürələr elə yerləşib ki, düzgün formalı çoxüzlülər qonşu sferalar arasında tam uyğun olsun. Yupiter və Saturn arasında kürənin yazıldığı xarici mühitə yazılmış bir kub var. Marsla Yupiter arasında tetraedr var və s. Uzun illər səma cisimlərini müşahidə etdikdən sonra Keplerin qanunları ortaya çıxdı və o, çoxüzlülər nəzəriyyəsini təkzib etdi.
Qanunlar
Dünyanın geosentrik Ptolemey sistemi heliosentrik sistemlə əvəz olundu. Kopernik tərəfindən yaradılmış növ. Hələ sonra Kepler planetlərin Günəş ətrafında hərəkət qanunlarını kəşf etdi.
Planetlərdə uzun illər aparılan müşahidələrdən sonra Keplerin üç qanunu ortaya çıxdı. Bunları məqalədə nəzərdən keçirin.
Birinci
Keplerin birinci qanununa görə, sistemimizdəki bütün planetlər ellips adlanan qapalı əyri boyunca hərəkət edir. İşıqlandırıcımız ellipsin fokuslarından birində yerləşir. Bunlardan ikisi var: bunlar əyrinin içərisində olan iki nöqtədir, ellipsin istənilən nöqtəsinə qədər olan məsafələrin cəmi sabitdir. Alim uzun müşahidələrdən sonra sistemimizdəki bütün planetlərin orbitlərinin demək olar ki, eyni müstəvidə yerləşdiyini aşkar edə bildi. Bəzi göy cisimləri dairəyə yaxın elliptik orbitlərdə hərəkət edirlər. Və yalnız Pluton və Mars daha uzun orbitlərdə hərəkət edir. Buna əsaslanaraq Keplerin birinci qanunu ellips qanunu adlanırdı.
İkinci Qanun
Cisimlərin hərəkətini öyrənmək alimə müəyyən etməyə imkan verir ki, planetin sürəti Günəşə yaxın olduğu dövrdə daha çox, Günəşdən maksimum məsafədə olduqda isə daha az olur (bunlar perihelion və afelion nöqtələri).
Keplerin ikinci qanunu belə deyir: hər planet ulduzumuzun mərkəzindən keçən müstəvidə hərəkət edir. Eyni zamanda, Günəşlə tədqiq olunan planeti birləşdirən radius vektoru bərabər sahələri təsvir edir.
Beləliklə, aydın olur ki, cisimlər sarı cırtdan ətrafında qeyri-bərabər hərəkət edir və perihelionda maksimum sürətə, afeliyada isə minimum sürətə malikdir. Praktikada bunu Yerin hərəkətindən də görmək olar. Hər il yanvarın əvvəlindəplanetimiz periheliondan keçərkən daha sürətli hərəkət edir. Bu səbəbdən Günəşin ekliptika boyunca hərəkəti ilin digər vaxtlarına nisbətən daha sürətli olur. İyulun əvvəlində Yer afelion vasitəsilə hərəkət edir, bu da Günəşin ekliptika boyunca daha yavaş hərəkət etməsinə səbəb olur.
Üçüncü Qanun
Keplerin üçüncü qanununa görə, planetlərin ulduz ətrafında fırlanma dövrü ilə onun ondan orta məsafəsi arasında əlaqə qurulur. Alim bu qanunu sistemimizin bütün planetlərinə tətbiq etdi.
Qanunların izahı
Keplerin qanunları yalnız Nyutonun cazibə qanununu kəşf etməsindən sonra izah edilə bildi. Buna görə fiziki cisimlər qravitasiya qarşılıqlı təsirində iştirak edirlər. O, maddi tipli bütün obyektlərə və fiziki sahələrə təsir edən universal universallığa malikdir. Nyutona görə, iki hərəkətsiz cisim bir-biri ilə çəkilərinin hasilinə mütənasib və aralarındakı boşluqların kvadratına tərs mütənasib qüvvə ilə qarşılıqlı təsir göstərir.
Qəzəbli hərəkət
Günəş sistemimizin cisimlərinin hərəkəti sarı cırtdanın cazibə qüvvəsi ilə idarə olunur. Əgər cisimləri yalnız Günəşin qüvvəsi cəlb etsəydi, planetlər onun ətrafında tam olaraq Keplerin hərəkət qanunlarına uyğun hərəkət edərdilər. Bu cür hərəkətə qeyri-müəyyən və ya Keplerian deyilir.
Əslində, sistemimizin bütün obyektləri təkcə işıqçımız deyil, həm də bir-birimizi cəlb edir. Buna görə də cisimlərin heç biri tam olaraq ellips, hiperbola və ya dairə boyunca hərəkət edə bilməz. Əgər bədən hərəkət zamanı Kepler qanunlarından kənara çıxarsa, bupozulma, hərəkətin özü isə pozulma adlanır. Həqiqi hesab edilən budur.
Göy cisimlərinin orbitləri sabit ellipslər deyil. Digər cisimlər tərəfindən cəlb olunarkən orbitin ellipsi dəyişir.
I. Nyutonun töhfəsi
İsaak Nyuton Keplerin planetlərin hərəkət qanunlarından universal cazibə qanununu çıxara bildi. Nyuton kosmik-mexaniki problemləri həll etmək üçün universal cazibədən istifadə etdi.
İshaqdan sonra səma mexanikası sahəsində irəliləyiş Nyuton qanunlarını ifadə edən tənlikləri həll etmək üçün istifadə edilən riyaziyyat elminin inkişafı oldu. Bu alim müəyyən edə bildi ki, planetin cazibə qüvvəsi ona olan məsafə və kütlə ilə müəyyən edilir, lakin temperatur və tərkib kimi göstəricilərin heç bir təsiri yoxdur.
Elmi işində Nyuton üçüncü Kepler qanununun tam dəqiq olmadığını göstərdi. O göstərdi ki, hesablama zamanı planetin kütləsini nəzərə almaq vacibdir, çünki planetlərin hərəkəti və çəkisi bir-biri ilə bağlıdır. Bu harmonik birləşmə Kepler qanunları ilə Nyutonun cazibə qanunu arasındakı əlaqəni göstərir.
Astrodinamika
Nyuton və Kepler qanunlarının tətbiqi astrodinamikanın yaranması üçün əsas oldu. Bu, süni yaradılmış kosmik cisimlərin, yəni peyklərin, planetlərarası stansiyaların, müxtəlif gəmilərin hərəkətini öyrənən səma mexanikasının bölməsidir.
Astrodinamika kosmik gəmilərin orbitlərinin hesablamaları ilə məşğul olur, həmçinin hansı parametrlərlə buraxılmalı, hansı orbitə buraxılmalı, hansı manevrlər edilməli,gəmilərə qravitasiya təsirinin planlaşdırılması. Bunlar heç də astrodinamika qarşısında qoyulan bütün praktiki vəzifələr deyil. Əldə edilən bütün nəticələr müxtəlif kosmik missiyalarda istifadə olunur.
Astrodinamika cazibə qüvvəsinin təsiri altında təbii kosmik cisimlərin hərəkətini öyrənən səma mexanikası ilə sıx bağlıdır.
Orbitlər
Orbit altında verilən fəzada nöqtənin trayektoriyasını anlayın. Səma mexanikasında adətən başqa bir cismin qravitasiya sahəsində bir cismin trayektoriyasının daha böyük kütləyə malik olduğuna inanılır. Düzbucaqlı koordinat sistemində traektoriya konik kəsik şəklində ola bilər, yəni. parabola, ellips, dairə, hiperbola ilə təmsil olunsun. Bu halda, diqqət sistemin mərkəzi ilə üst-üstə düşəcək.
Uzun müddət orbitlərin dairəvi olması lazım olduğuna inanılırdı. Kifayət qədər uzun müddət elm adamları hərəkətin dairəvi variantını seçməyə çalışdılar, lakin buna müvəffəq olmadılar. Və yalnız Kepler izah edə bildi ki, planetlər dairəvi orbitdə deyil, uzadılmış orbitdə hərəkət edir. Bu, orbitdə göy cisimlərinin hərəkətini təsvir edə bilən üç qanunu kəşf etməyə imkan verdi. Kepler orbitin aşağıdakı elementlərini kəşf etdi: orbitin forması, onun meyli, kosmosda bədənin orbitinin müstəvisinin mövqeyi, orbitin ölçüsü və vaxtı. Bütün bu elementlər formasından asılı olmayaraq orbiti müəyyənləşdirir. Hesablamalarda əsas koordinat müstəvisi ekliptika, qalaktika, planet ekvatoru və s. müstəvi ola bilər.
Bir çox tədqiqatlar bunu göstərirorbitin həndəsi forması elliptik və dairəvi ola bilər. Qapalı və açıq bölünmə var. Orbitin yerin ekvatorunun müstəvisinə meyl bucağına görə orbitlər qütblü, maili və ekvatorial ola bilər.
Bədən ətrafında inqilab dövrünə görə orbitlər sinxron və ya günəş sinxron, sinxron-gündəlik, kvazinxron ola bilər.
Keplerin dediyi kimi, bütün cisimlərin müəyyən bir hərəkət sürəti var, yəni. orbital sürət. Bədənin bütün dövranı boyunca sabit ola bilər və ya dəyişə bilər.
