Tôi. Kepler đã dành cả cuộc đời của mình để cố gắng chứng minh rằng hệ mặt trời của chúng ta là một loại nghệ thuật thần bí nào đó. Ban đầu, ông cố gắng chứng minh rằng cấu trúc của hệ thống tương tự như các khối đa diện đều từ hình học Hy Lạp cổ đại. Vào thời Kepler, sáu hành tinh đã được biết là tồn tại. Người ta tin rằng chúng được đặt trong những quả cầu pha lê. Theo nhà khoa học, những quả cầu này được đặt theo cách sao cho các khối đa diện có dạng chính xác nằm chính xác giữa các quả cầu lân cận. Giữa Sao Mộc và Sao Thổ có một hình lập phương nội tiếp trong môi trường bên ngoài, trong đó hình cầu nội tiếp. Giữa sao Hỏa và sao Mộc là một tứ diện, vân vân. Sau nhiều năm quan sát các thiên thể, định luật Kepler xuất hiện và ông đã bác bỏ lý thuyết về khối đa diện của mình.
Luật
Hệ thống địa tâm Ptolemaic của thế giới đã được thay thế bằng hệ thống nhật tâmloại do Copernicus tạo ra. Sau đó, Kepler đã khám phá ra quy luật chuyển động của các hành tinh xung quanh Mặt trời.
Sau nhiều năm quan sát các hành tinh, ba định luật Kepler đã xuất hiện. Hãy xem xét chúng trong bài viết.
Đầu tiên
Theo định luật đầu tiên của Kepler, tất cả các hành tinh trong hệ thống của chúng ta đều chuyển động dọc theo một đường cong khép kín gọi là hình elip. Điểm sáng của chúng ta nằm ở một trong những tiêu điểm của hình elip. Có hai trong số chúng: đây là hai điểm bên trong đường cong, tổng khoảng cách từ đó đến bất kỳ điểm nào của hình elip là không đổi. Sau thời gian dài quan sát, nhà khoa học đã có thể tiết lộ rằng quỹ đạo của tất cả các hành tinh trong hệ thống của chúng ta gần như nằm trong cùng một mặt phẳng. Một số thiên thể chuyển động theo quỹ đạo hình elip gần với một đường tròn. Và chỉ có sao Diêm Vương và sao Hỏa di chuyển theo những quỹ đạo dài hơn. Dựa trên điều này, định luật đầu tiên của Kepler được gọi là luật hình elip.
Luật thứ hai
Việc nghiên cứu chuyển động của các thiên thể cho phép nhà khoa học xác định rằng tốc độ của hành tinh lớn hơn trong khoảng thời gian nó ở gần Mặt trời hơn và nhỏ hơn khi nó ở khoảng cách tối đa so với Mặt trời (đây là điểm cận nhật và điểm cận nhật).
Định luật thứ hai của Kepler nói như sau: mỗi hành tinh chuyển động trong một mặt phẳng đi qua tâm của ngôi sao của chúng ta. Đồng thời, vectơ bán kính nối Mặt trời và hành tinh đang nghiên cứu mô tả các khu vực bằng nhau.
Như vậy, rõ ràng là các vật thể di chuyển xung quanh sao lùn vàng không đồng đều, và có tốc độ tối đa ở điểm cận nhật và tốc độ tối thiểu ở điểm cận nhật. Trong thực tế, điều này có thể được nhìn thấy từ chuyển động của Trái đất. Hàng năm vào đầu tháng Giênghành tinh của chúng ta, trong quá trình đi qua điểm cận nhật, di chuyển nhanh hơn. Do đó, chuyển động của Mặt trời dọc theo đường hoàng đạo nhanh hơn so với các thời điểm khác trong năm. Vào đầu tháng 7, Trái đất di chuyển qua điểm cận nhật, điều này khiến Mặt trời di chuyển chậm hơn dọc theo đường hoàng đạo.
Luật thứ ba
Theo định luật thứ ba của Kepler, một kết nối được thiết lập giữa thời kỳ cách mạng của các hành tinh xung quanh ngôi sao và khoảng cách trung bình của nó với nó. Nhà khoa học đã áp dụng định luật này cho tất cả các hành tinh trong hệ thống của chúng ta.
Giải thích luật
Định luật Kepler chỉ có thể được giải thích sau khi Newton phát hiện ra định luật hấp dẫn. Theo nó, các đối tượng vật chất tham gia vào tương tác hấp dẫn. Nó có tính phổ quát chung, ảnh hưởng đến tất cả các đối tượng thuộc loại vật chất và các trường vật chất. Theo Newton, hai vật thể đứng yên tác dụng lẫn nhau với một lực tỷ lệ thuận với tích trọng lượng của chúng và tỷ lệ nghịch với bình phương các khoảng trống giữa chúng.
Trào lưu
Chuyển động của các thiên thể trong hệ mặt trời của chúng ta được điều khiển bởi lực hấp dẫn của sao lùn vàng. Nếu các thiên thể chỉ bị hút bởi lực của Mặt trời, thì các hành tinh sẽ chuyển động xung quanh nó chính xác theo quy luật chuyển động của Kepler. Loại chuyển động này được gọi là không bị xáo trộn hoặc Keplerian.
Trên thực tế, tất cả các đối tượng trong hệ thống của chúng ta không chỉ bị thu hút bởi độ sáng của chúng ta, mà còn bị thu hút bởi nhau. Do đó, không có vật thể nào có thể di chuyển chính xác dọc theo hình elip, hyperbol hoặc hình tròn. Nếu một cơ thể lệch khỏi định luật Kepler trong quá trình chuyển động, thì điều nàyđược gọi là nhiễu loạn, và bản thân chuyển động được gọi là nhiễu loạn. Đó là những gì được coi là có thật.
Quỹ đạo của các thiên thể không phải là hình elip cố định. Trong quá trình thu hút bởi các vật thể khác, quỹ đạo hình elip thay đổi.
Đóng góp của I. Newton
Isaac Newton đã có thể suy ra từ định luật Kepler về chuyển động của hành tinh ra định luật vạn vật hấp dẫn. Newton đã sử dụng lực hấp dẫn phổ quát để giải quyết các vấn đề vũ trụ-cơ học.
Sau Isaac, tiến bộ trong lĩnh vực cơ học thiên thể là sự phát triển của khoa học toán học được sử dụng để giải các phương trình biểu thị các định luật Newton. Nhà khoa học này đã có thể thiết lập rằng lực hấp dẫn của hành tinh được xác định bởi khoảng cách đến nó và khối lượng, nhưng các chỉ số như nhiệt độ và thành phần không có ảnh hưởng gì.
Trong công trình khoa học của mình, Newton đã chỉ ra rằng định luật Keplerian thứ ba không hoàn toàn chính xác. Ông chỉ ra rằng khi tính toán, điều quan trọng là phải tính đến khối lượng của hành tinh, vì chuyển động và trọng lượng của các hành tinh có liên quan với nhau. Sự kết hợp hài hòa này cho thấy mối quan hệ giữa định luật Keplerian và định luật hấp dẫn của Newton.
Astrodynamics
Việc áp dụng các định luật của Newton và Kepler đã trở thành cơ sở cho sự xuất hiện của chiêm tinh động lực học. Đây là một nhánh của cơ học thiên thể nghiên cứu chuyển động của các thiên thể vũ trụ được tạo ra nhân tạo, cụ thể là: vệ tinh, trạm liên hành tinh, các con tàu khác nhau.
Astrodynamics tham gia vào việc tính toán quỹ đạo của tàu vũ trụ và cũng xác định thông số nào để phóng, quỹ đạo phóng, các thao tác cần được thực hiện,lập kế hoạch về hiệu ứng hấp dẫn đối với tàu. Và đây hoàn toàn không phải là tất cả những nhiệm vụ thực tế được đặt ra trước thiên văn động lực học. Tất cả các kết quả thu được đều được sử dụng trong nhiều nhiệm vụ không gian khác nhau.
Astrodynamics có liên quan mật thiết đến cơ học thiên thể, nghiên cứu chuyển động của các thiên thể vũ trụ dưới tác động của lực hấp dẫn.
Quỹ đạo
Dưới quỹ đạo hiểu quỹ đạo của một điểm trong không gian nhất định. Trong cơ học thiên thể, người ta thường tin rằng quỹ đạo của một vật thể trong trường hấp dẫn của một vật thể khác có khối lượng lớn hơn nhiều. Trong một hệ tọa độ hình chữ nhật, quỹ đạo có thể ở dạng mặt cắt hình nón, tức là được biểu diễn bằng một parabol, hình elip, hình tròn, hyperbol. Trong trường hợp này, tiêu điểm sẽ trùng với tâm của hệ thống.
Trong một thời gian dài, người ta tin rằng quỹ đạo phải tròn. Trong một thời gian dài, các nhà khoa học đã cố gắng chọn chính xác phiên bản chuyển động tròn, nhưng đều không thành công. Và chỉ Kepler mới có thể giải thích rằng các hành tinh không chuyển động theo quỹ đạo tròn mà theo quỹ đạo dài. Điều này giúp nó có thể khám phá ra ba định luật có thể mô tả chuyển động của các thiên thể trong quỹ đạo. Kepler đã khám phá ra các yếu tố sau đây của quỹ đạo: hình dạng của quỹ đạo, độ nghiêng của nó, vị trí của mặt phẳng quỹ đạo của vật thể trong không gian, kích thước của quỹ đạo và thời gian. Tất cả các yếu tố này xác định một quỹ đạo, bất kể hình dạng của nó. Trong tính toán, mặt phẳng tọa độ chính có thể là mặt phẳng của hoàng đạo, thiên hà, đường xích đạo hành tinh, v.v.
Nhiều nghiên cứu cho thấy rằnghình dạng hình học của quỹ đạo có thể là hình elip và hình tròn. Có sự phân chia thành đóng và mở. Theo góc nghiêng của quỹ đạo so với mặt phẳng xích đạo của trái đất, quỹ đạo có thể là cực, nghiêng và xích đạo.
Theo chu kỳ quay xung quanh cơ thể, quỹ đạo có thể đồng bộ hoặc đồng bộ mặt trời, đồng bộ ngày, bán đồng bộ.
Như Kepler đã nói, tất cả các cơ thể đều có một tốc độ chuyển động nhất định, tức là tốc độ quỹ đạo. Nó có thể không đổi trong toàn bộ tuần hoàn xung quanh cơ thể hoặc thay đổi.
