Отже, хто такий Йоганн Кеплер? Та у чому суть його першого й другого законів? Розповідаємо.

Також цікаво Як приготувати гарячий алкогольний коктейль Терпкий апельсин: спробуй себе в ролі барMENа

Що люди Європи знали про рух планет у Сонячній системі до Кеплера

Йоганнес Кеплер окреслив закони руху планет на початку XVII століття. Доти ж міркування європейського люду про Сонячну систему та космос загалом були хаотичними.

  • Під впливом християнської релігії, яка називала Землю та людину вінцем творінь Бога, середньовічна наука також вважала Землю центром і Сонячної системи, і загалом Всесвіту.
  • Звісно, моделі геліоцентричні (які припускали, що не Сонце літає навколо Землі, а навпаки) також були, і немало – від Аристарха Самоського у Давній Греції до Миколи Коперніка у XVI столітті.

А проте вони малювали орбіти планет гарненькими колами. Натомість закони Кеплера пояснюють зірку не як центр моделі, а як фокусну точку, навколо якої планети рухаються зі змінною швидкістю, залежною від відстані до зірки.

Хто такий Йоганнес Кеплер

Йоган (Йоганнес) Кеплер народився у 1571. І захопився астрономією ще змалку, спостерігаючи за кометою у 1577, потім – за місячним затемненням у 1580. Захоплення тривало усе його життя.

  • У 1600 році цей німецький астроном і математик відвідав Прагу, щоб працювати з відомим вченим Тихо Браге.
  • Той бачив потенціал Кеплера, і, кажуть, навіть трохи заздрив йому.

Не розкриваючи усіх своїх підрахунків, Браге дав Кеплеру завдання – вивчити орбіту Марса. І от…

Кеплер
Тихо Браге та Йоганнес Кеплер / Ілюстрація з твітера 1571johannes

І от поки Браге удосконалював свою геоцентричну модель Сонячної системи (тобто із Землею в центрі), Кеплер почав розуміти, що не все так просто.

Перший і другий закони Кеплера

Орбіта Марса погано вписувалася у геоцентричну модель. Погано вписувалася вона і ранні моделі Коперніка, у яких орбіти планет мали вигляд ідеальних кіл. Так Йоган Кеплер і з'ясував, що орбіти планет більше схожі на еліпси.

Отже, маємо перший закон Кеплера: "Орбіта планети є еліпсом із Сонцем в одному з двох фокусів".

Варто знати Галактична дзига і темна матерія: найцікавіше про розміри та структуру Чумацького Шляху

Що це за два фокуси?

  • Тут треба додати трішки математики й навести визначення: еліпс – це лінія довкола двох точок фокусів, причому сума відстаней до цих фокусів однакова для кожної точки на лінії.
  • За Кеплером, зірка перебуває в одній (приблизно) з цих точок фокусів, а планета рухається по лінії еліпса (також, ясна річ, приблизно).

Чому так?

  • Планета та її зірка обертаються навколо спільного центру мас, але маса зірки набагато більша, ніж маса планети.
  • Тож цей центр мас не просто розташований ближче до зірки, а взагалі часто лежить навіть під її поверхнею.

Логічно, тут же ж маємо і другий закон Кеплера: коли планета перебуває найближче до своєї зірки (у точці перигелію), то рухається найшвидше. І навпаки, коли планета летить найдальше від зірки (в афелії), то рухається найповільніше.

А от третій закон Йоганнес Кеплер сформулював аж через десять років після перших двох. Детально про нього – у наступній статті (очікуй на Men 24 зранку неділі 30 січня).