Keplerin lait
Tutkiessaan Tyko Brahen
planeettahavaintoja Johannes Kepler
päätyi kolmeen planeettojen liikettä kuvaavaan lakiinsa.
Nämä lait ovat
- Planeettaa liikkuu pitkin ellipsirataa, jonka toisessa
polttopisteessä Aurinko on.
- Auringosta planeettaan piirretty viiva pyyhkäisee yhtä
pitkinä aikaväleinä yhtä suuret pinta-alat.
- Planeettojen kiertoaikojen neliöt suhtautuvat toisiinsa
kuten niiden ratojen isoakselien puolikkaiden kuutiot.
Kaksi ensimmäistä lakia Kepler esitti 1609 ilmestyneessä
teoksessaan Astronomia nova ja kolmannen lain
kymmenen vuotta myöhemmin teoksessa Harmonice mundi.
Kepler ei pystynyt antamaan fysikaalista selitystä
näille laeille. Siinä onnistui vasta
Newton,
jonka fysiikan peruslakien avulla Keplerin lait
voidaan todistaa pienellä matemaattisella askartelulla.
Newtonin lakien avulla saadaan itse asiassa hieman
yleisemmät lait, joista Keplerin lait ovat erikoistapauksia.
- Rata voi olla mikä tahansa kartioleikkaus,
siis ellipsin lisäksi myös hyperbeli tai paraabeli.
- Toinen laki eli pintalaki tulee
muotoon, joka kertoo myös, miten pinta-ala riippuu
kappaleiden etäisyydestä ja massoista.
- Samoin kolmannelle laille saadaan tarkempi muoto,
jonka mukaan kiertoaika riippuu myös kappaleiden
massoista.