L' astronomo Tolomeo , un cittadino romano di Egitto , è stato il non astronomo principale solo della propria giornata , ma per centinaia di anni prima e dopo. Tolomeo visse ben prima dell'età della scienza , prima che le misure e gli esperimenti sono stati considerati più importanti della filosofia . Quindi le osservazioni di Tolomeo si basavano su tre presupposti filosofici : oggetti in cielo si muovono solo in cerchi perfetti , gli oggetti nei cieli non cambiano mai , e la Terra è al centro dell'universo . Tolomeo ha registrato le osservazioni dei moti dei pianeti . Tuttavia, con queste regole da seguire , il modello matematico dell'universo se ne uscì con l'anno 150 predetto i pianeti viaggiano in circoli su cerchi su cerchi. Ha quasi funzionato , ma era un pasticcio complicato che non aveva alcuna possibilità di spiegare con precisione il moto dei pianeti .
Copernico , Brahe e Keplero
Copernico ha ottenuto l'ordine dei pianeti destra , ma perché ha assunto orbite circolari , i movimenti ha predetto erano errate .
Dopo 1400 anni , Nicolò Copernico pubblicò un modello del sistema solare che ha messo il sole al centro con i pianeti in orbita . Tuttavia, ha anche messo ogni pianeta in un'orbita circolare , quindi il suo modello non ha predetto il movimento dei pianeti molto bene. Poco dopo , l'astronomo danese Tycho Brahe sviluppato strumenti che hanno fatto misurazioni estremamente accurate del moto dei pianeti . Volendo adattare tali osservazioni nel modello di Tolomeo , che non poteva ottenere il suo proprio modello di lavorare molto bene entrambi . Johannes Kepler ha lavorato con Brahe fino alla morte di Brahe e ha continuato ad analizzare i dati di Brahe dopo. Nei primi anni del 17 ° secolo , Keplero si avvicinò con un gruppo di lavoro di norme che disciplinano il moto dei pianeti .
Leggi di Keplero
Kepler è venuto con tre leggi che descrivono con precisione il movimento di tutti i pianeti . In primo luogo , i pianeti orbitano attorno al sole in orbite ellittiche , con il sole occupa uno dei fuochi dell'ellisse . In secondo luogo , una linea che collega un pianeta al Sole descrive aree uguali in tempi uguali . In terzo luogo, il rapporto tra il quadrato del periodo di un pianeta al cubo del suo semiasse maggiore è costante per tutti i pianeti . Insieme , tali norme descrivono come i pianeti si muovono intorno al sole. I pianeti orbitano in ellissi o cerchi appiattiti , con il grado di appiattimento proposta dal eccentricità orbitale . Quando un pianeta è più lontano dal Sole , si muove più lentamente ; al suo massimo avvicinamento , si muove più rapidamente , come implicito seconda legge di Keplero . La distanza e il tempo di seguire terza regola di Keplero quasi perfettamente . Tuttavia , nessuno sapeva perché le leggi di Keplero lavorati .
Isaac Newton
Non molto tempo dopo , Isaac Newton sviluppò la sua teoria della gravitazione . La forza gravitazionale tra il Sole e un pianeta è dato dalla seguente equazione :
- GX ( massa del sole ) /raggio ^ 2
dove G è la costante gravitazionale e la distanza rappresenta la distanza tra il sole e il pianeta. L'equazione risultante è la seguente :
raggio = ( raggio minimo ) X ( 1 + e) /( 1 + e X cos [ theta ] )
dove theta è l'angolo della linea tra il sole e il pianeta . Come Keplero aveva determinato , questa è l'equazione di un'ellisse , con eccentricità e . Altre due leggi di Keplero sono anche le conseguenze della teoria della gravitazione di Newton .