I. Кеплер бүт өмүрүн биздин Күн системасы мистикалык искусствонун кандайдыр бир түрү экенин далилдөөгө аракет кылган. Алгач ал системанын түзүлүшү байыркы грек геометриясындагы регулярдуу көп кырдууларга окшош экенин далилдөөгө аракет кылган. Кеплердин убагында алты планета бар экени белгилүү болгон. Алар кристаллдык чөйрөлөргө жайгаштырылган деп ишенишкен. Окумуштуунун айтымында, бул чөйрөлөр туура формадагы көп кырдуулар кошуна сфералардын ортосуна так туура келгидей кылып жайгаштырылган. Юпитер менен Сатурндун ортосунда шар чегилген тышкы чөйрөдө жазылган куб бар. Марс менен Юпитердин ортосунда тетраэдр ж.б.у.с. Көп жылдар бою асман объектилерине байкоо жүргүзүүдөн кийин Кеплердин мыйзамдары пайда болуп, ал өзүнүн көп жүздүү теориясын жокко чыгарган.
Мыйзамдар
Дүйнөнүн геоцентрдик Птолемей системасы гелиоцентрдик система менен алмаштырылганКоперник тарабынан түзүлгөн түрү. Кийинчерээк Кеплер планеталардын Күндүн айланасындагы кыймыл мыйзамдарын ачкан.
Планеталарга көп жылдык байкоолордон кийин Кеплердин үч мыйзамы пайда болгон. Аларды макалада карап көрүңүз.
Биринчи
Кеплердин биринчи мыйзамына ылайык, биздин системабыздагы бардык планеталар эллипс деп аталган жабык ийри сызык боюнча кыймылдашат. Биздин лампа эллипстин очокторунун биринде жайгашкан. Алардын экөөсү бар: бул ийри сызыктын ичиндеги эки чекит, эллипстин каалаган чекитине чейинки аралыктардын суммасы туруктуу. Узакка созулган байкоолордон кийин окумуштуу биздин системадагы бардык планеталардын орбиталары дээрлик бир тегиздикте жайгашкандыгын ачыктай алды. Кээ бир асман телолору айланага жакын эллиптикалык орбиталарда кыймылдайт. Жана бир гана Плутон менен Марс узунураак орбиталарда кыймылдайт. Мунун негизинде Кеплердин биринчи мыйзамы эллипс мыйзамы деп аталды.
Экинчи Мыйзам
Денелердин кыймылын изилдөө илимпозго планетанын ылдамдыгы Күнгө жакын болгон мезгилде көбүрөөк, ал эми Күндөн максималдуу аралыкта болгондо азыраак болорун аныктоого мүмкүндүк берет (булар перигелий жана афелий чекиттери).
Кеплердин экинчи мыйзамы мындай дейт: ар бир планета биздин жылдыздын борборунан өткөн тегиздикте кыймылдайт. Ошол эле учурда Күн менен изилденип жаткан планетаны бириктирген радиус вектору бирдей аймактарды сүрөттөйт.
Ошентип, денелердин сары эргежээлдин айланасында тегиз эмес кыймылдашы жана перигелийде максималдуу ылдамдыкка, афелийде минималдуу ылдамдыкка ээ экени көрүнүп турат. Иш жүзүндө муну Жердин кыймылынан көрүүгө болот. Жыл сайын январь айынын башындабиздин планета перигелиондон өткөндө ылдамыраак кыймылдайт. Ушундан улам Күндүн эклиптика боюнча кыймылы жылдын башка мезгилдерине караганда ылдамыраак болот. Июль айынын башында Жер афелион аркылуу жылат, бул Күндүн эклиптика боюнча жайыраак жылышына алып келет.
Үчүнчү Мыйзам
Кеплердин үчүнчү мыйзамына ылайык, жылдыздын айланасында планеталардын айлануу мезгили менен анын андан орточо алыстыгы ортосунда байланыш түзүлөт. Окумуштуу бул мыйзамды системабыздын бардык планеталарына колдонгон.
Мыйзамдардын түшүндүрмөсү
Кеплердин мыйзамдарын Ньютон тартылуу мыйзамын ачкандан кийин гана түшүндүрүүгө болот. Ага ылайык физикалык объекттер гравитациялык өз ара аракеттенүүгө катышат. Ал материалдык типтеги бардык объекттерге жана физикалык талааларга таасир этүүчү универсалдуу универсалдуулугуна ээ. Ньютондун пикири боюнча, эки кыймылсыз дене бири-бири менен алардын салмагынын көбөйтүндүсүнө пропорционалдуу жана алардын ортосундагы боштуктардын квадратына тескери пропорционалдуу күч менен өз ара аракеттенет.
Каарданган кыймыл
Күн системасынын денелеринин кыймылы сары эргежээлдин тартылуу күчү менен башкарылат. Эгерде денелер Күндүн күчү менен гана тартылса, анда планеталар анын айланасында так Кеплердин кыймылынын мыйзамдары боюнча кыймылдамак. Кыймылдын мындай түрү тынчсыз же Кеплердик деп аталат.
Чындыгында, биздин системанын бардык объектилери биздин жарыгыбызга гана эмес, бири-бирине да тартылат. Демек, эч кимиси эллипс, гипербола же тегерек боюнча так кыймылдай албайт. Эгерде дене кыймыл учурунда Кеплердин мыйзамдарынан четтеп кетсе, анда бултолкундоо деп аталат, ал эми кыймылдын өзү бузулган деп аталат. Бул реалдуу деп эсептелет.
Асман телолорунун орбиталары туруктуу эллипс эмес. Башка телолордун тартылуусу учурунда орбитанын эллипси өзгөрөт.
И. Ньютондун салымы
Исаак Ньютон Кеплердин планеталардын кыймылынын мыйзамдарынан бүткүл дүйнөлүк тартылуу мыйзамын чыгара алган. Ньютон космостук-механикалык маселелерди чечүү үчүн универсалдуу гравитацияны колдонгон.
Исаактан кийин асман механикасы тармагындагы прогресс Ньютондун мыйзамдарын туюндурган теңдемелерди чечүү үчүн колдонулган математика илиминин өнүгүшү болгон. Бул окумуштуу планетанын тартылуу күчү ага чейинки аралык жана масса менен аныкталарын, бирок температура жана курамы сыяктуу көрсөткүчтөр эч кандай таасир этпей турганын аныктай алган.
Илимий ишинде Ньютон үчүнчү Кеплердин мыйзамы толук так эмес экенин көрсөткөн. Ал эсептөөдө планетанын массасын эске алуу маанилүү экенин көрсөттү, анткени планеталардын кыймылы жана салмагы бири-бирине байланыштуу. Бул гармоникалык айкалышы Кеплердин мыйзамдары менен Ньютондун тартылуу мыйзамынын ортосундагы байланышты көрсөтөт.
Астродинамика
Ньютон жана Кеплердин мыйзамдарынын колдонулушу астродинамиканын пайда болушуна негиз болгон. Бул жасалма жол менен жаратылган космостук телолордун, атап айтканда: спутниктердин, планеталар аралык станциялардын, ар кандай кемелердин кыймылын изилдөөчү асман механикасынын бир бөлүмү.
Астродинамика космостук аппараттардын орбиталарын эсептөө менен алектенет, ошондой эле кандай параметрлерди, кайсы орбитаны чыгарууну, кандай маневрлерди жасоо керектигин,кемелерге гравитациялык таасирди пландаштыруу. Ал эми бул астродинамиянын алдына коюлган бардык практикалык милдеттер эмес. Бардык алынган натыйжалар космостук миссиялардын кеңири спектринде колдонулат.
Астродинамика тартылуу күчүнүн таасири астында табигый космостук телолордун кыймылын изилдеген асман механикасы менен тыгыз байланышта.
Орбита
Орбита астында берилген мейкиндиктеги чекиттин траекториясын түшүнүү. Асман механикасында башка дененин гравитациялык талаасындагы дененин траекториясы бир топ чоң массага ээ деп эсептелинет. Тик бурчтуу координаттар системасында траектория конус кесилиши түрүндө болушу мүмкүн, б.а. парабола, эллипс, тегерек, гипербола менен көрсөтүлөт. Бул учурда, фокус тутумдун борборуна дал келет.
Узак убакыт бою орбиталар тегерек болушу керек деп эсептелип келген. Бир топ убакыт бою окумуштуулар кыймылдын так тегерек версиясын тандоого аракет кылышкан, бирок алар ийгиликке жеткен эмес. Жана бир гана Кеплер планеталар тегерек орбитада эмес, узун бир орбитада кыймылдаарын түшүндүрө алган. Бул орбитада асман телолорунун кыймылын сүрөттөй турган үч мыйзамды ачууга мүмкүндүк берди. Кеплер орбитанын төмөнкү элементтерин ачкан: орбитанын формасы, анын жантайышы, дененин орбитасынын тегиздигинин космостогу абалы, орбитанын өлчөмү жана убактысы. Бул элементтердин бардыгы анын формасына карабастан орбитаны аныктайт. Эсептөөдө негизги координаталык тегиздик эклиптиканын, галактиканын, планетардык экватордун ж.б. тегиздиги болушу мүмкүн.
Бир нече изилдөөлөр муну көрсөтүп тураторбитанын геометриялык формасы эллиптикалык жана тегеректелген болушу мүмкүн. Жабык жана ачык болуп бөлүнөт. Орбитанын жер экваторунун тегиздигине эңкейиш бурчуна ылайык орбиталар полярдуу, жантайыңкы жана экватордук болушу мүмкүн.
Дененин айланасындагы төңкөрүш мезгилине ылайык орбиталар синхрондуу же күн синхрондуу, синхрондуу суткалык, квазисинхрондуу болушу мүмкүн.
Кеплер айткандай, бардык денелердин кыймылынын белгилүү бир ылдамдыгы бар, б.а. орбиталык ылдамдык. Ал дененин бүтүндөй айлануусу боюнча туруктуу болушу же өзгөрүшү мүмкүн.
