Hvordan forklarer Newton Planetary Motion?

De ældre troede på, at planeter og andre himmellegemer overholdt et andet sæt love fra almindelige fysiske genstande på jorden. Ved det 17. århundrede havde astronomer imidlertid indset, at selve Jorden var en planet, og at det - snarere end at være det faste centrum af universet - drejer sig om solen som enhver anden planet. Bevæbnet med denne nye forståelse udviklede Newton en forklaring på planetarisk bevægelse ved hjælp af de samme fysiske love, som gælder på jorden.

Sir Isaac Newton

Newton blev født i Lincolnshire, England, i 1642. At Han blev 27 år gammel og blev udnævnt til professor i matematik ved Cambridge University. Hans særlige interesse var anvendelsen af ​​matematiske metoder til de fysiske videnskaber. Planetary motion var et af de mest hidtil debatterede emner af tiden, og Newton dedikeret meget af sin indsats for at udvikle en matematisk teori om dette. Resultatet var hans universitetsgravitationslove, der blev udgivet første gang i 1687.

Planets bevægelser

På Newtons tid kunne alt, hvad der var kendt om planetarisk bevægelse, kortfattes opsummeret i tre love tilskrives Johannes Kepler. Den første lov siger, at planeter flytter rundt om solen på elliptiske baner. Den anden lov siger, at en planet fejer ud lige områder på lige tid. Ifølge den tredje lov er orbitalets firkant proportional med kuben af ​​afstanden til solen. Det er imidlertid rent empiriske love. De beskriver hvad der sker uden at forklare hvorfor det sker.

Newtons tilgang

Newton var overbevist om, at planeterne skal adlyde de samme fysiske love, der observeres på jorden. Dette betød, at der skal være en usynlig kraft, der virker på dem. Han vidste fra eksperimentet, at i mangel af en anvendt kraft vil en bevægelig krop fortsætte i en lige linje for evigt. Planeterne gik derimod i elliptiske baner. Newton spurgte sig selv, hvilken slags kraft ville få dem til at gøre dette. I et genialt slag forstod han, at svaret var tyngdekraften - den samme kraft, der får et æble til at falde til jorden på jorden.

Universal Gravitation

Newton udviklede en matematisk formulering af tyngdekraften, der forklarede både bevægelsen af ​​et faldende æble og planets. Han viste, at gravitationsstyrken mellem alle to objekter er proportional med produktionen af ​​deres masser og omvendt proportional med kvadratet af afstanden mellem dem. Når den blev anvendt på bevægelsen af ​​en planet omkring solen, forklarede denne teori alle tre af Keplers empirisk afledte love.