Три закона Кеплера
1) каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце (эллипс, или плоская овальная кривая 2-го порядка - множество точек M, сумма расстояний которых от двух данных точек F1 и F2 - фокусов эллипса - постоянна и равна длине большой оси эллипса: Гі+г2=2а, где г2,г2 - расстояния до точки M соответственно от первого и второго фокусов, а- большая полуось, см.
рис.; в прямоугольной системе координат уравнение эллипса имеет вид: X2Zcf ’ + F2Zb2=I, Ь2=Ct2-с2, где b - малая полуось, с - модуль абсциссы фокусов F1 , F2; очевидно, что АА=2а, BB=2b, F1F2=2c; при а=Ь фокусы совпадают, с=0, и эллипс превращается в окружность; форма или ’’вытянутость” эллипса определяется его эксцентриситетом е - отношением расстояния между фокусами к длине большой оси: е=2с/2а=с/авокруг Солнца орбита настолько вытянута, что вблизи перигелия их скорость доходит до 500 км/с, а в афелии падает до 1 см/с;3) квадраты времен обращения планеты вокруг Солнца относятся как кубы их средних расстояний от Солнца, т.е. (Todp1ZTodp2)2= (VcplZrcp2)3, где Todp1,Тобр2 - времена обращения первой и второй выбранных планет, гср!,гср2 - средние расстояния этих двух планет от Солнца. Если в качестве одной из сравниваемых планет выбрать Землю с известными гср1=1 а.е. и Tобр1=365,25 суток=! год, то измерив Todp2 второй планеты, можно по формуле гср2 = (Todp22)1/3 определить ее среднее расстояние от Солнца. Например, для Марса Todp2=1,88 земных года и по формуле получим гср2= 1,52 а.е.
Позже эти законы получили свое физическое объяснение в механике Ньютона, который доказал, что все они являются следствием закона всемирного тяготения. Он их уточнил и, в частности показал, что движение небесных тел может происходить (в зависимости от их масс, расстояний и скоростей) не только по эллипсу, но и по гиперболе и параболе.
 |
Заключение
Становление, распространение и утверждение гелиоцентрической идеи тесно связано не только с деятельностью и идеями выше рассмотренных ученых, но и других выдающихся мыслителей, астрономов, математиков и физиков, к числу которых принадлежат: итальянский философ и космолог
Джордано Бруно (1548-1600; пропагандировал, защищал и развивал космологию Коперника, высказал идеи о вращении Солнца и его движении в пространстве, отстаивал концепцию бесконечного Вселенной и бесчисленного множества миров, распространил систему Коперника на другие звездные миры, утверждал об обитаемости звездных миров), итальянский физик и астроном Галилео Галилей (1564-1642; защищал и развивал гелиоцентрическую систему, построил первый телескоп, открыл горы на Луне, четыре спутника Юпитера, фазы Венеры и пятна на Солнце, выдвинул идею об относительности движения, установил законы инерции, свободного падения и движения тел по наклонногї плоскости), английский математик, физик и астроном Исаак Ньютон (1643-1727; открыл закон всемирного тяготения, с помощью которого объяснил движения небесных тел, сформулировал основные законы классической механики, открыл дисперсию света, исследовал интерференцию и дифракцию, развивал корпускулярную теорию света, разработал дифференциальное и интегральное исчисления), английский астроном и геофизик Эдмунд Галлей (1656-1742; составил первый каталог звезд южного неба, открыл собственное движение звезд, вычислил орбиты свыше 20 комет, доказал наличие периодических комет и предсказал появление в 1758 г.
периодической кометы, названной “кометой Галлея ”, исследовал земной магнетизм), английский астроном Уильям Гершель (1738- 1822; построил первую модель Галактики, установил движение Солнца среди звезд, открыл в 1781 г. планету Уран и его 2 спутника, а также 2 спутника Сатурна), немецкий астроном Иоганн Галле (1812-1910; обнаружил в 1846 г. планету Нептун по координатам, вычисленным французским астрономом У. Леверье, открыл 3 кометы) и другие ученые.Идея гелиоцентризма, в отличие от идеи геоцентризма, не стала для философии и астрономии новой “вечной” догмой, а явилась лишь моментом, отразившим переход к долгожданному началу бурного научного постижения мира, в котором мы живем. Современная наука, освободившаяся, наконец-то, от пут религии и власти церкви (хотя они и сегодня предпринимают все усилия, чтобы обуздать научный поиск и проникновение разума в тайны природы), уверенными шагами устремилась в глубь познания Вселенной, все более убеждаясь в ее бесконечности, непрерывной эволюции, относительности и изменчивости всякого движения в ней. Представления о незыблемости, неизменности и постоянстве мира, вопреки библейской проповеди “что было, то и будет; и что делалось, то и будет делаться, и нет ничего нового под солнцем” (Еккл.1), и как бы ни хотелось жрецам религии законсервировать эти представления на веки вечные, остались в прошлом. В сознании человека рассеялись небесные сферы, разделявшие Вселенную на изолированные друг от друга части, в том числе на изменчивый “подлунный” и неизменный “надлунный” мир, пропала внешняя сфера постоянных звезд, ограничивавшая Вселенную, исчезли неподвижные центры и
равномерные движения небесных тел вокруг них по идеальным круговым орбитам.
Человеческий разум, просыпающийся после долгого религиозного забытая (но до сих пор еще в массах окончательно не проснувшийся), обнаружил во Вселенной бесконечное движение и превращение различных форм материи (вещества и поля), открыл всеобщую материальную связь мировых процессов (в том числе земных и космических) и начал выявлять их естественные фундаментальные закономерности.
В новой Вселенной, расширенной почти на полтора десятка миллиардов световых лет, содержащей многие миллиарды галактик с триллионами звезд, пронизанной сильными электромагнитными и гравитационными полями, жесткими космическими лучами, не осталось места для жалкого человеческого бога. Человек очутился один на один с великой Вселенной и множеством других звездных миров, открытых в ней. Он уже не может, как раньше, спрятаться за спину своего выдуманного небесного идола, а вынужден распахнуть свой разум навстречу открытому Космосу, понять и принять новый, космический смысл своего существования. Пытаясь сохранить себя в этом новом, открытом, глобальном мире, человек вынужден к нему адаптироваться и изменять многие традиционные принципы и ценности своей жизни.Новая астрономия, перевернувшая тысячелетние представления людей и выявившая истинную структуру нашего космического дома, перешла вскоре от изучения движения Луны и планет к исследованию малых тел Солнечной системы (астероидов, комет, спутников больших планет) и других звездных миров - звезд с их планетными системами, звездных скоплений, звездных туманностей, рождающих новые звезды, галактик и их скоплений, определяющих общую структуру наблюдаемой нами части Вселенной. Гелиоцентрическая идея в новой, открытой Вселенной оказалась трансформированной в идею полицентризма, содержащую представления о бесконечном множестве во Вселенной местных подвижных центров, вокруг которых движутся по сложным криволинейным траекториям (простейшие из них - эллипс, парабола, гипербола), непрерывно изменяющим свои параметры под действием гравитационного окружения, различные небесные тела и их скопления. В свою очередь идея полицентризма стала частью другой, более общей идеи - идеи нестационарной Вселенной, изменяющей во времени и пространстве свою общую структуру (а вместе с нею и все свои локальные структуры). Такая Вселенная способна расширяться, сжиматься, проходить последовательные циклы сжатия-расширения, вступать во взаимодействие с теми частями Вселенной или, возможно, даже другими Вселенными, которые пока недоступны нашему наблюдению. Но это уже совсем другие истории.