Venus-passasje 8. juni 2004


KEPLERS LOVER BESKRIVER PLANETENES BEVEGELSER

av Knut Jørgen Røed Ødegaard

I hundrevis av år studerte astronomene planetenes bevegelser stadig mer inngående. Men å beskrive bevegelsene matematisk var ikke så lett. Vi ser planetene projisert inn på himmelplanet og kan se hvordan de flytter seg mellom stjernene. Men hvordan planetene beveger seg i rommet, fra oss og mot oss, er ikke så lett å observere.

I 1619 publiserte Johannes Kepler (1571 - 1630) den siste av tre lover som beskriver planetenes bevegelser rundt Solen. Disse kalles rett og slett Keplers lover.

  1. Alle planetene beveger seg i ellipser der Solen er i det ene brennpunktet.
  2. Den tenkte rette linjen som forbinder en planet med Solen sveiper over et like store arealer på like lange tidsintervaller.
  3. Kvadratet av omløpstiden til en planet er proporsjonalt med planetens middelavstand fra Solen opphøyd i tredje potens.

En planet som er nær Solen i sin bane beveger seg fort. Den økte hastigheten oppveier den korte avstanden fra Solen slik at like stort areal blir sveipet over i løpet av f.eks. et døgn som når planeten er langt fra Solen (lov 2).

Lov 3 gir oss de relative avstandene til planetene når vi kjenner deres omløpstider rundt Solen.

Dersom vi benytter enhetene jordiske år og 1 astronomisk enhet (Jordens middelavstand fra Solen), blir forholdet mellom kvadratet av omløpstiden og middelavstanden i tredje potens lik en for alle planetene!!

Tabellen gir et eksempel:

  Merkur Venus Jorden Mars Jupiter Saturn
Kvadrat av omløpstiden 0,058 0,378 1 3,54 140,7 867,7
Middelavstand i 3. potens 0,058 0,378 1 3,54 140,8 867,9

Første linje delt på andre linje gir alltid tallet en. De små avvikene for de ytre planetene skyldes måleusikkerheter og avrunding.


DEN VIRKELIGE AVSTANDEN?

Keplers oppdagelse betyr at dersom vi kunne måle den virkelige avstanden mellom Solen og en planet, for eksempel Jorden, ville vi umiddelbart finne de virkelige avstandene mellom Solen og alle planetene og dermed også mellom planetene!

Det eneste kravet var kunnskap om omløpstidene og disse var godt kjent.

Utover på 1800-tallet ble avstandene til de nærmeste stjernene bestemt ved hjelp av triangulering. En parallaksemetode tilsvarende den som gjorde at Venus-passasjen i 1769 gav oss avstanden til Solen, ble benyttet.

I løpet av 6 måneder forflytter Jorden seg rundt 300 millioner kilometer i forhold til Solen og dermed verdensrommet rundt. Denne grunnlinjen gjør at de nærmeste stjernene ser ut til å flytte seg ørlite granne i forhold til de fjernere bakgrunnsstjernene.

Fenomenet er det samme som vi opplever dersom vi holder ut armen rett foran oss og vekselvis ser med høyre og venstre øye. Da ser hånden ut til å flytte seg litt i forhold til bakgrunnen. Prøv, skal du se! Grunnlinjen til øynene er bare noen cm, mens Jordens grunnlinje er 300 millioner kilometer.

Målingen av avstanden til Solen i 1769 la grunnlaget for å finne ut hvor stort hele vårt univers er. Det var et gigantisk gjennombrudd i forståelsen av verdensrommet, men gjorde samtidig at menneskene "ble små" i forhold til det gigantiske Universet.


KONTAKTINFORMASJON - PRESSEKONTAKT


Opprettet 18.12.03, oppdatert 18.12.03 av Unni Fuskeland
Adresse: webmaster@astro.uio.no