Mimi. Kepler alitumia maisha yake yote kujaribu kudhibitisha kuwa mfumo wetu wa jua ni aina fulani ya sanaa ya fumbo. Awali, alijaribu kuthibitisha kwamba muundo wa mfumo ni sawa na polyhedra ya kawaida kutoka kwa jiometri ya kale ya Kigiriki. Wakati wa Kepler, sayari sita zilijulikana kuwepo. Iliaminika kuwa waliwekwa katika nyanja za kioo. Kulingana na mwanasayansi, nyanja hizi ziko kwa njia ambayo polyhedrons ya fomu sahihi inafaa kabisa kati ya nyanja za jirani. Kati ya Jupiter na Zohali kuna mchemraba ulioandikwa katika mazingira ya nje ambayo nyanja hiyo imeandikwa. Kati ya Mars na Jupiter ni tetrahedron, na kadhalika. Baada ya miaka mingi ya kutazama vitu vya mbinguni, sheria za Kepler zilitokea, na akapinga nadharia yake ya polyhedra.
Sheria
Mfumo wa ulimwengu wa kijiografia wa Ptolemaic ulibadilishwa na mfumo wa heliocentricaina iliyoundwa na Copernicus. Bado baadaye, Kepler aligundua sheria za mwendo wa sayari kuzunguka Jua.
Baada ya miaka mingi ya uchunguzi wa sayari, sheria tatu za Kepler zilionekana. Zizingatie katika makala.
Kwanza
Kulingana na sheria ya kwanza ya Kepler, sayari zote katika mfumo wetu husogea kwenye mkunjo uliofungwa unaoitwa duaradufu. Mwangaza wetu iko katika moja ya foci ya duaradufu. Kuna mbili kati yao: hizi ni pointi mbili ndani ya curve, jumla ya umbali kutoka kwa hatua yoyote ya duaradufu ni mara kwa mara. Baada ya uchunguzi wa muda mrefu, mwanasayansi aliweza kufichua kwamba obiti za sayari zote katika mfumo wetu ziko karibu katika ndege moja. Baadhi ya miili ya mbinguni husogea katika mizunguko ya duara karibu na duara. Na ni Pluto na Mirihi pekee zinazosonga katika njia ndefu zaidi. Kulingana na hili, sheria ya kwanza ya Kepler iliitwa sheria ya duaradufu.
Sheria ya Pili
Kusoma mienendo ya miili kunamruhusu mwanasayansi kubaini kuwa kasi ya sayari ni kubwa zaidi katika kipindi ambacho iko karibu na Jua, na kidogo inapokuwa katika umbali wake wa juu kabisa kutoka kwa Jua (hizi ndizo pointi za perihelion na aphelion).
Sheria ya pili ya Kepler inasema yafuatayo: kila sayari husogea katika ndege inayopita katikati ya nyota yetu. Wakati huo huo, vekta ya radius inayounganisha Jua na sayari inayochunguzwa inaelezea maeneo sawa.
Kwa hivyo, ni wazi kwamba miili huzunguka kibete cha manjano bila usawa, na kuwa na kasi ya juu katika perihelion, na kasi ya chini zaidi katika aphelion. Kwa mazoezi, hii inaweza kuonekana kutoka kwa harakati ya Dunia. Kila mwaka mwanzoni mwa Januarisayari yetu, wakati wa kifungu kupitia perihelion, huenda kwa kasi zaidi. Kwa sababu hii, harakati ya Jua kwenye ecliptic ni haraka kuliko nyakati zingine za mwaka. Mapema Julai, Dunia husogea kupitia aphelion, ambayo husababisha Jua kusonga polepole zaidi kwenye ecliptic.
Sheria ya Tatu
Kulingana na sheria ya tatu ya Kepler, uhusiano umeanzishwa kati ya kipindi cha mapinduzi ya sayari zinazoizunguka nyota na umbali wake wa wastani kutoka kwayo. Mwanasayansi alitumia sheria hii kwa sayari zote za mfumo wetu.
Ufafanuzi wa sheria
Sheria za Kepler ziliweza kuelezwa tu baada ya Newton kugundua sheria ya uvutano. Kulingana na hayo, vitu vya kimwili vinashiriki katika mwingiliano wa mvuto. Ina universality, ambayo huathiri vitu vyote vya aina ya nyenzo na mashamba ya kimwili. Kulingana na Newton, miili miwili isiyosimama hutenda kwa kila mmoja kwa nguvu inayolingana na bidhaa ya uzito wao na sawia kinyume na mraba wa mapengo kati yao.
Harakati za kukasirika
Msogeo wa miili ya mfumo wetu wa jua unadhibitiwa na nguvu ya uvutano ya kibete cha manjano. Ikiwa miili ilivutiwa tu na nguvu ya Jua, basi sayari zingezunguka karibu nayo kulingana na sheria za mwendo wa Kepler. Aina hii ya harakati inaitwa unperturbed au Keplerian.
Kwa hakika, vipengee vyote vya mfumo wetu vinavutiwa sio tu na mwanga wetu, lakini pia na kila kimoja. Kwa hivyo, hakuna miili inayoweza kusonga haswa kando ya duaradufu, hyperbola, au duara. Ikiwa mwili hutoka kwa sheria za Kepler wakati wa mwendo, basi hiiinaitwa perturbation, na mwendo yenyewe inaitwa perturbed. Hiyo ndiyo inachukuliwa kuwa halisi.
Mizunguko ya miili ya mbinguni si duaradufu isiyobadilika. Wakati wa kuvutiwa na miili mingine, duaradufu ya obiti hubadilika.
Mchango wa I. Newton
Isaac Newton aliweza kukisia kutoka kwa sheria za Kepler za mwendo wa sayari sheria ya uvutano wa ulimwengu wote. Newton alitumia uvutano wa ulimwengu wote kutatua matatizo ya mitambo ya ulimwengu.
Baada ya Isaka, maendeleo katika nyanja ya mekanika ya angani yalikuwa ni maendeleo ya sayansi ya hisabati iliyotumika kutatua milinganyo inayoeleza sheria za Newton. Mwanasayansi huyu aliweza kubaini kuwa uzito wa sayari hii huamuliwa na umbali wa kuiendea na uzito wake, lakini viashirio kama vile halijoto na muundo havina athari.
Katika kazi yake ya kisayansi, Newton alionyesha kuwa sheria ya tatu ya Keplerian si sahihi kabisa. Alionyesha kwamba wakati wa kuhesabu ni muhimu kuzingatia wingi wa sayari, kwani harakati na uzito wa sayari zinahusiana. Mchanganyiko huu wa sauti unaonyesha uhusiano kati ya sheria za Keplerian na sheria ya Newton ya uvutano.
Astrodynamics
Utumiaji wa sheria za Newton na Kepler ukawa msingi wa kuibuka kwa unajimu. Hili ni tawi la mekanika za angani ambalo huchunguza mienendo ya miili ya ulimwengu iliyoundwa kwa njia bandia, yaani: satelaiti, vituo vya sayari, meli mbalimbali.
Astrodynamics inajishughulisha katika kukokotoa njia za chombo cha anga za juu, na pia huamua ni vigezo vipi vya kurusha, mzunguko wa kurusha, ni maneva gani yanahitajika kufanywa,kupanga athari za mvuto kwenye meli. Na hizi sio kazi zote za vitendo ambazo zinawekwa mbele ya unajimu. Matokeo yote yaliyopatikana yanatumika katika misheni mbalimbali za anga.
Astrodynamics inahusiana kwa karibu na mechanics ya angani, ambayo huchunguza mienendo ya miili asilia ya ulimwengu chini ya ushawishi wa mvuto.
Mizunguko
Chini ya obiti elewa mfuatano wa nukta katika nafasi fulani. Katika mechanics ya mbinguni, inaaminika kuwa trajectory ya mwili katika uwanja wa mvuto wa mwili mwingine ina molekuli kubwa zaidi. Katika mfumo wa kuratibu wa mstatili, trajectory inaweza kuwa katika mfumo wa sehemu ya conic, i.e. kuwakilishwa na parabola, duaradufu, duara, hyperbola. Katika hali hii, mwelekeo utalandana na katikati ya mfumo.
Kwa muda mrefu iliaminika kuwa mizunguko inapaswa kuwa ya duara. Kwa muda mrefu, wanasayansi walijaribu kuchagua hasa toleo la mviringo la harakati, lakini hawakufanikiwa. Na Kepler pekee ndiye aliyeweza kueleza kuwa sayari hazisogei kwenye obiti ya duara, lakini kwa urefu. Hilo lilifanya iwezekane kugundua sheria tatu ambazo zingeweza kueleza mwendo wa miili ya anga katika obiti. Kepler aligundua vipengele vifuatavyo vya obiti: umbo la obiti, mwelekeo wake, nafasi ya ndege ya mzunguko wa mwili katika nafasi, ukubwa wa obiti, na wakati. Vipengele hivi vyote hufafanua obiti, bila kujali sura yake. Katika hesabu, ndege kuu ya kuratibu inaweza kuwa ndege ya ecliptic, galaksi, ikweta ya sayari, n.k.
Tafiti nyingi zinaonyesha hivyosura ya kijiometri ya obiti inaweza kuwa elliptical na mviringo. Kuna mgawanyiko katika kufungwa na wazi. Kulingana na pembe ya mwelekeo wa obiti kwa ndege ya ikweta ya dunia, obiti zinaweza kuwa za polar, zenye mwelekeo na za ikweta.
Kulingana na kipindi cha mapinduzi kuzunguka mwili, mizunguko inaweza kuwa ya kusawazisha au ya jua, ya upatanishi-diurnal, quasi-synchronous.
Kama Kepler alivyosema, miili yote ina kasi fulani ya mwendo, i.e. kasi ya obiti. Inaweza kudumu katika mzunguko mzima wa mzunguko wa hedhi au kubadilika.
