Keplers drittes Gesetz

"Das Quadrat der Umlaufzeit eines Planeten ist proportional zum Würfel der Semi-Major-Achse seiner Umlaufbahn." Das ist Keplers drittes Gesetz. Mit anderen Worten, wenn Sie das „Jahr“ jedes Planeten quadrieren und durch den Würfel seiner Entfernung zur Sonne dividieren, erhalten Sie für alle Planeten die gleiche Zahl.

(Die anderen beiden sind "die Umlaufbahn jedes Planeten ist eine Ellipse mit der Sonne im Fokus" und "eine Linie zwischen einem Planeten und der Sonne fegt gleiche Flächen zu gleichen Zeiten aus".)

Copernicus, Kepler und Newton versetzten der tausend Jahre alten Idee, dass sich die Sonne (und die Planeten) um die Erde bewegten, einen Knockout-Schlag von eins, zwei, drei. Copernicus stellte die Sonne in den Mittelpunkt, Kepler modifizierte die Kreisbewegungen von Copernicus (und lieferte eine einfache, quantitative Beschreibung der tatsächlichen Bewegung), und Newton erklärte, wie alles funktionierte (Schwerkraft).

Kepler erarbeitete seine drei Gesetze aus detaillierten Aufzeichnungen von Beobachtungen der Positionen der Planeten (damals bekannt als Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn) – insbesondere des Mars -, die von Tycho Brahe sorgfältig zusammengestellt wurden.

Keplers drittes Gesetz (tatsächlich alle drei) gilt nicht nur für die Planeten in unserem Sonnensystem, sondern auch für die Monde aller Planeten, Zwergplaneten und Asteroiden, Satelliten, die um die Erde fliegen usw. Nun, nicht ganz; Wenn der Sekundärkörper – beispielsweise ein Planet – eine Masse hat, die einen erheblichen Bruchteil des Primärkörpers ausmacht (z. B. die Sonne), muss das Gesetz geringfügig angepasst werden.

Newton zeigte, wie Keplers Gesetze aus seinem universellen Gravitationsgesetz abgeleitet werden konnten, und vereinte Himmel und Erde, die vielleicht größte Revolution in der Wissenschaft (OK, Darwins Revolution könnte größer sein). Vor Newton wurde angenommen, dass der Himmel nach Regeln arbeitet, die sich von denen unterscheiden, die die Dinge auf der Erde regierten.

Stellen Sie sich das Universum der NASA vor! hat eine ordentliche Demonstration der Kepler-Gesetze, und diese PDF-Datei (von der Mathematikabteilung der Universität von Tennessee Knoxville) bietet eine einfache Ableitung der Kepler-Gesetze aus dem Newtonschen universellen Gravitationsgesetz.

Artikel des Space Magazine mit weiteren Informationen: Keplers Gesetze, Lasst uns Jura studieren: Kepler wäre so stolz und alles Gute zum Geburtstag Johannes Kepler.

Gravity, eine Astronomy Cast-Episode, diskutiert auch Keplers drittes Gesetz, ebenso wie Wo ist das Zentrum des Universums?.

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