Kas ir planētu kustība?

Planētu kustība ir viens no agrākajiem jautājumiem, ar kuru cīnījās senie zinātnieki, mēģinot noteikt Visuma noteikumus. Agrīnās teorijas postulēja, ka Zeme ir Visuma centrs un visi debess objekti riņķo ap to. Ar Galileo atklājumiem atklājās, ka Saule, nevis Zeme, bija mūsu Saules sistēmas centrs, un planētas ap to pārvietojās dažādos ātrumos un leņķos. Mūsdienu planētu kustības teorijas ir balstītas uz 16. gadsimta vācu astronoma Johannesa Keplera darbu.

Izmantojot sava mentora Tiho Brahe darbu kā savu teoriju pamatu, Keplers mainīja astronomijas un fizikas pasauli, izmantojot savus trīs planētu kustības likumus. Lai gan tajā laikā bija zināmas tikai sešas planētas, vairāk nekā gadsimtu vēlāk viņa teorijas apstiprināja Ņūtons, un tās ir saglabājušās vairāk nekā 400 gadus. Lai gan viņa teorijas ir zināmā mērā mulsinošas tiem, kas nav astronomi, tās ievērojami mainīja spēles apstākļus planētu zinātnes pasaulei.

Pirmais Keplera noteiktais likums bija tāds, ka planētu kustība ir drīzāk eliptiska, nevis cikliska. Tā vietā, lai kustētos ap Sauli, katra planēta pārvietojas pa ovālu orbītu. Šis likums pilnībā nesaskanēja ar dominējošajām planētu kustības teorijām, kas pastāvēja kopš Aristoteļa laikiem, taču pārliecinoši zinātniskie pierādījumi galu galā pierādīja, ka Keplera jaunā teorija ir patiesa.

Keplera otrais likums attiecas uz ātrumu, kādā planētas pārvietojas, sekojot savai orbītai. Planētas maina ātrumu attiecībā pret savu stāvokli pret sauli; kad viņi ir tuvāk, tie paātrina ātrumu, un, kad tie atrodas tālāk, tie palēninās. Keplera otrais likums nosaka, ka vienādos laika periodos planēta pārvietojas vienādu attālumu. Būtībā attālums, ko tas nobrauktu vienā mēnesī, ir garāks, bet ar lielāku ātrumu, atrodoties tuvu saulei, savukārt tālu no saules tas virzītos lēnāk, bet tai būtu mazāks attālums. Saskaņā ar šo planētu kustības likumu ātrums līdzsvaro attālumu, tāpēc planēta noteiktā laika periodā gandrīz vienmēr veiks tādu pašu attālumu.

Trešais planētu kustības likums, ko izdomāja Keplers, pēc būtības ir matemātiskāks un sarežģītāks. Lai gan pirmie divi likumi attiecas uz to, kā planēta pārvietojas attiecībā pret sauli, trešais likums salīdzina planētas kustības ar citām planētām. Pamatā teikts, ka, ja jūs kvadrātā nosaka laiku, kas planētai nepieciešams, lai pabeigtu orbītu, un izdalītu to ar planētas vidējo attālumu līdz saulei, jūs iegūsit gandrīz identisku attiecību katrai planētai. Tas nozīmē, ka planētas riņķošanas laiks ir tieši proporcionāls tam, cik liela ir orbīta, tāpēc attiecība ir gandrīz tieši tāda pati neatkarīgi no tā, kura planēta tiek aprakstīta.

Planētu kustība palīdz aprakstīt Saules sistēmas noteikumus, taču tās lietderība ar to nebeidzas. Papildus izskaidrošanai, kā planētas pārvietojas, tas arī palīdz mūsdienu zinātniekiem noteikt satelītu un citu kosmosā ievietotu cilvēka radītu objektu orbītas modeļus. Keplera likumi ir arī palīdzējuši izskaidrot jauno planētu orbītas modeli, ko tikko atklāj progresīva tehnoloģija, pat ja mēs nevaram tās vizuāli novērot.