web analytics

Απλή φυσική στο ηλιακό σύστημα

“If I have seen further, it is because I have stood on the shoulders of giants” Isaac Newton. Με την μεγαλειώδη θεωρία της βαρύτητας από τον Νεύτωνα ολοκληρώθηκε ένας κύκλος στην πορεία της επιστήμης που πέρασε κυριολεκτικά από σαράντα κύματα(λέγε με Εκκλησία). Ευτυχώς ο Νεύτωνας στην προτεσταντική Αγγλία δεν είχε το φόβο της ιεράς εξέτασης και με τη φράση αυτή αναγνώρισε την μεγάλη προσφορά στην επιστήμη του Κοπέρνικου, του Κέπλερ και του Γαλιλαίου, πιθανότατα και των αρχαίων Ελλήνων μαθηματικών, αστρονόμων και φιλοσόφων. Η ιστορία μας ξεκινά το 1543 χρονιά του θανάτου του Νικόλαου Κοπέρνικου αλλά και χρονιά που δημοσιεύτηκε το έργο του περί ηλιοκεντρικού συστήματος. Πέντε αιώνες μετά το μνημειώδες έργο “Αλμαγέστη” του Κλαύδιου Πτολεμαίου που βασιζόταν στο γεωκεντρικό σύστημα, ο Πολωνός αστρονόμος, μαθηματικός, οικονομολόγος κλπ Νικόλαος Κοπέρνικος μετά από σειρά παρατηρήσεων και υπολογισμών κατέληξε στο ηλιοκεντρικό του μοντέλο. Συζητούσε περί αυτού αλλά σαν θρήσκος που ήταν και φοβούμενος τη χλεύη δυσκολευόταν να δημοσιεύσει την εργασία του. Βασικά η εκκλησία και λόγω του ότι ο Κοπέρνικος ήταν ισχυρός παράγοντας δεν πολυασχολήθηκε με τα λεγόμενά του, μόνο ένας εκκλησιαστικός παράγοντας είχε πει υποτιμητικά(σε ελεύθερη απόδοση) “Αυτόν τον Πολωνό που ισχυρίζεται ότι κινεί τη γη και σταμάτησε τον ήλιο, μαζέψτε τον σοφοί άρχοντες”. Τελικά το έργο του δημοσιεύτηκε μετά θάνατον και τότε άρχισαν τα …όργανα. Είναι το πρώτο βιβλίο που η κυκλοφορία του απαγορεύτηκε από την εκκλησία, οι ηλιοκεντριστές διώκονταν, ο Ιταλός αστρονόμος Τζιορντάνο Μπρούνο οδηγήθηκε στην πυρά, ο Κέπλερ εξορίστηκε, ο Γαλλιλαίος αναγκάστηκε να απαρνηθεί τον ηλιοκεντρισμό και τέθηκε σε κατ’ οίκον περιορισμό και πολλά άλλα. Κάτω η δεύτερη το 1566 και μάλλον τελευταία έκδοση του βιβλίου του «De Revolutionibus Orbium Coelestium Libri VI» («Έξι Βιβλία για τις Περιστροφές των Ουρανίων Σφαιρών»)

Ο Γιόχανες Κέπλερ επίσης ευσεβής χριστιανός αλλά ηλιοκεντριστής, επειδή αρνήθηκε τον καθολικισμό εξορίστηκε από την Αυστρία και βρέθηκε στην Πράγα στις αρχές του 17ου αιώνα δίπλα στον μεγαλύτερο αστρονόμο της εποχής γεωκεντριστή Tycho Brahe. Ο Brahe διαπίστωσε την οξειδέρκεια του Κέπλερ και δεν του επέτρεπε να έχει πρόσβαση στα στοιχεία που είχε στη διάθεσή του, του έδωσε μόνο το κομμάτι που αφορούσε τον Ερμή καθώς ο πλανήτης παρουσίαζε μία περίεργη συμπεριφορά. Αυτό ακριβώς όμως ήταν το “κλειδί” που οδήγησε τον Κέπλερ στη μεγαλειώδη θεωρία του για την κίνηση των πλανητών. Ο Κέπλερ απέδωσε αυτήν την ιδιαιτερότητα του Ερμή στο γεγονός ότι κινείται σε ελλειπτική τροχιά μεγάλης εκκεντρότητας αντίθετα με τους άλλους πλανήτες που κινούνται μεν σε ελλειπτικές τροχιές αλλά πολύ μικρής εκκεντρότητας σχεδόν κυκλικές. Το εντυπωσιακό με τον Κέπλερ είναι ότι οι νόμοι του είναι εμπειρικοί καθώς δεν είχε πολλά δεδομένα στην κατοχή του και το ακόμα πιό εντυπωσιακό ότι ακόμα και σήμερα  4 αιώνες μετά είναι σε ισχύ.

Ο Γαλιλαίος επίσης στις αρχές του 17ου αιώνα με την αυτοσχέδια διόπτρα του παρατήρησε τα 4 λαμπρότερα φεγγάρια του Δία που σήμερα αποκαλούμε “φεγγάρια του Γαλιλαίου” αλλά και τις φάσεις της Αφροδίτης. Αυτό το τελευταίο τον έμπλεξε με την ιερά εξέταση καθώς η ερμηνεία των φάσεων της Αφροδίτης προϋποθέτει η Αφροδίτη άλλωτε να είναι μεταξύ γης και ήλιου και άλλωτε ο ήλιος να είναι ανάμεσα στη γη και τον Αφροδίτη …δηλαδή ηλιοκεντρικό μοντέλο.

Και κάπως έτσι φτάσαμε στον Isaac Newton ο οποίος ψάχνοντας να βρεί τι είναι αυτό που κρύβεται πίσω απο τους νόμους του Κέπλερ ανακάλυψε την βαρύτητα.

Τώρα ας δούμε μερικές απλές εφαρμογές της βαρύτητας, του 3ου νόμου του Κέπλερ και της ομαλής κυκλικής κίνησης.

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ  ή

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
2 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Μουρούζης Παναγιώτης

Πολύ ωραίες εφαρμογές Άρη. Δύσκολα θέματα τα παρουσιάζεις με έναν πολύ απλό τρόπο.
Να σημειώσω ότι είναι αξιοσημείωτο ότι ο εμπειρικός νόμος bode-titius δεν έχει θεωρητική ερμηνεία ( ή τουλάχιστον δεν την γνωρίζω εγώ)