Kepler Yasaları

Astronominin çalışma alanına giriyor olsa da Kepler'in üç yasası Newton'ın gravitasyon kanununun kurulmasına ilham kaynağı olmuştur.


Johannes Kepler

Mars'ın hareketlerini tanımlamak için astronomik tablolar üstünde çalışırken Johannes Kepler, gezegenlerin yörüngelerini yöneten üç yasa keşfetmiştir. Kepler tüm gezegenlerin eliptik bir yörünge takip ettiğini ve bu gezegenlerin güneşten ne kadar uzak ise o kadar yavaş hareket ettiğini buldu. Astronomiyi anlamayı daha kolaylaştırması bir yana Kepler yasaları Newton'ın Kütle çekim kanununun bulunmasında da öncül bir rol almıştır.


Kepler'in Üç Yasası

Birinci Yasa: Gezegen yörüngeleri, odaklardan birinde Güneş olmak şartıyla eliptiktir.

İkinci Yasa: Güneşin yörüngesinde dolanan bir gezegen eşit zamanlarda eşit alanları süpürür.

Üçüncü Yasa: Yörüngesel periyot, eliptik genişliğe bağlı olup bu periyodun karesi yörünge ekseninin uzunluğu ile doğru orantılıdır.


Doğadaki Modeller

Johannes Kepler daha çok astrolojinin ciddiye alındığı bir dönemde yaşadı ve astronomi çalışmaları daha bebeklik aşamasındaydı. O dönemde dini ve spiritüel fikirler doğa yasalarını açıklamakta gözlem kadar önemli bulunmaktaydı. Kepler evrenin alt yapısının mükemmel geometrik yapılardan oluştuğuna inanıyordu ve hayatını doğada gizlenmiş kusursuz geometrik modelleri bulma çalışmalarına adamıştır.

Dünyanın değil de güneşin evrenin merkezinde bulunduğunu ve dünyanın güneş etrafında döndüğünü öneren ilk kişi Kopernik'tir. Önceleri, yıldızların ve güneşin dünya etrafında katı küresel yörüngelerde döndüğüne inanılırdı. Kopernik, o zamanlar Kilisenin getirdiği bu yaygın inanışla çatışacağından korktuğu için fikirlerini ömrünün son yıllarına kadar açıklamamıştır.

Kepler Kopernik'in evren yorumunu onaylıyordu fakat hala gezegenlerin güneş etrafında dairesel olarak döndüğünü düşünmekteydi. Gezegenlerin yörüngelerinin üç boyutlu şekillere uyarlanmış matematiksel oranlara bağlı olduğu, iç içe geçmiş dairesel yapılara sahip bir sisteme inanmaktaydı.

Kepler o zamanlar mevcut olan en kesin bilgileri yani Tycho Brahe'nin gezegen hareketlerini açıklayan kompleks tablolarını kullandı. Bu tablolarda Kepler, önerdiği üç kanunun modellerini keşfetti.


Yörüngeler

Kepler'in birinci yasası gezegenlerin güneş etrafında bir odağa bağlı eliptik yörüngelerde hareket ettiklerini ifade eder.

İkinci yasası bir gezegenin yörüngede ne zaman ne kadar hızlı dönebildiğini açıklar. Gezegen yörüngede dönerken her zaman güneş etrafında eşit zamanlarda eşit alanlar süpürür. Yörüngenin eliptik olmasından dolayı eşit alanı süpürmesi için gezegen Güneşe yakınken uzaktaykenkinden daha geniş bir yol alması gerekir. Bu yüzden gezegen Güneşe yakınken uzakkenki halinden daha hızlıdır. Kepler, aslında gezegenlerin bu davranışının Güneşin Kütlesine yakınken gezegeni hızlandıran "gravitasyondan" kaynaklandığını faketmemiştir.



Kepler'in üçüncü yasası Güneşe olan uzaklıklara bağlı olarak farklı boyutlardaki elipslerde yörüngesel periyotların nasıl arttığını söyler. Yörüngesel periyodun karesinin eliptik yörüngenin en uzun ekseninin küpüyle doğru orantılı olduğunu ortaya koyar. Bir eliptik bir yörünge ne kadar geniş ise, turu tamamlamak o oranda uzun süre alır. Sembolik gösterim:

P2 α a3   şeklindedir. (P = Periyot ve a = En uzun eksen boyu) 

Kepler bu yasaları geometrik yasalarla birleştirmede çok başarılı oldu fakat bu yasaların neden böyle olduğunu bilememiştir. Bu yasaları evrensel çekim yasasıyla bütünleştirmeyi ise Isaac Newton başarmıştır.


Benzer Yazılar
FİZİK MAKALELERİ şimdi Google Play Kitaplar'da

1 yorum :

Yorum Gönder

Yorum Yap