Kepler kanunları nedir ve isimleri nelerdir? Keplerin gezegensel yasaları konu anlatımı

Kepler’in yaptığı çalışmalar, Tycho Brahe’nin uzun yıllar yaptığı gözlemlerin verilerine dayanıyordu. Tycho, Avrupa’nın en iyi üniversitelerinden birisinde eğitim almış olan, daha sonra da kendi gözlem evinde (Uraniborg) yaptığı gözlemler sonucunda, Antik Yunan görüşü bulunan Dünya merkezli evren modelinin doğru olmadığına karar vermiş olan bir bilim insanıydı.

 Kepler Kanunları Nedir ve İsimleri Nelerdir?

 Kepler yasaları, yörünge kinematikleri üzerine çok açıklayıcıydı. Pek çok gök cisminin hareketini sorunsuz bir şekilde hala açıklıyor. Ama Merkür sorunlarından da bilindiği gibi bazı durumlarda görelilik etkileri baskın hale geliyor. Bunun sonucunda da Kepler yasaları kullanılamaz oluyor.

 Kepler yasaları, Batlamyusçu ve Aristocu astronomi ve fiziğe meydan okudu. Batlamyus modelinden tamamen bağımsız olarak, gezegenlerin değişken hızlarının, tüm gezegenlerin güneş çevresinde yer alan eliptik yörüngelerde dolaştığını iddia ederek doğrulukla açıklanabileceğini söyledi. Astronomi ve fiziği kökten değiştirdi. Neredeyse bir asır sonra da Isaac Newton, kendi hareket yasalarından ve yine kendi bulduğu evrensel çekim yasasından hareket ederek, Öklid geometisini kullanılarak Kepler yasalarının ortaya çıkarılabileceğini gösterdi.

 Günümüzde Kepler yasaları yapay uyduların ve Kepler’in bile haberinin olmadığı güneş yörüngesinde dolaşan bazı cisimlerin (uzak gezegenler ve küçük astroidler gibi) yaklaşık yörüngelerini hesaplamak için kullanılır. Bu yasalar, görelilik, atmosfer sürtünmesi ve diğer cisimlerin etkisi göz önünde bulundurulmadığı zaman, göreli olarak küçük cisimlerin daha büyük ve daha kütleli cisimler çevresinde yaptığı hareketleri açıklamak için çok kullanışlıdır.

 Kepler’in Birinci Yasası: Her gezegen, odak noktalarından sadece birinde Güneş’in bulunduğu eliptik yörüngelerde dolanır. Kepler, Güneş merkezli evren modelini çok eskiden kabul etmişti. Kopernik, bu modeli ortaya attığı zaman, gezegenlerin çembersel yörüngelerde dolaştığını da düşünüyordu. Ama Kepler, Tycho’nun gözlem verileri sayesinde, bu düşünceyi kısa zaman önce terk etmişti.

 Kepler'in İkinci Yasası: Güneş’ten herhangi bir gezegene doğru çizilen, eşit zamanlarda eşit alanlar tarar.

Kepler'in Üçüncü Yasası: Gezegenin yörünge periyodunun karesi, elipsin yarı büyük eksen uzunluğunun kübüne eşittir.

Neden Çember Değil de Elips?

 Tüm Kepler yasalarının çembersel bir yörünge için de geçerli olması gerektiğini görüyoruz. Ama gezegenler eliptik yörüngelerde dolanır. Bunun en temel nedeni ise, yörüngede dolaşan gök cisminin sahip olduğu hızdır. Güneş etrafında çok basık bir yörüngede dolaşan kuyruklu yıldız gibi bazı cisimler yörüngeden fırlatılabilir. Bunun nedeni ise, hızlarındaki dengesiz artıştır. Yörüngede kalabilmek kütle çekim tarafından yıldız üzerine düşmemek için belirli bir hıza sahip olmak gerekir. Uydularımızda olduğu gibi yer çekiminin etkisinde olup da dönüş hızından dolayı yere düşmemesinde olduğu gibi kalır. Ama eğer bu iki değeri tam eşitleyecek olursanız en ufak bir hız düşüşü yaşandığı zaman cisim diğerinin üzerine doğru çekilmeye başlar. Bu gibi bir durumda orada bir cisim bulunmasını da bekleyemezsiniz.

 Gezegenlerin birbirleri arasındaki kütle çekim etkileşimi nedeni ile bu hızlar değişiklik gösterir. Eğer birisi tam olarak gerekli hıza sahip olursa ve bir diğeri de onun hızını yavaşlatsaydı Güneş’in üzerine doğru çekilmeye başlardı. Bu nedenle de artık orada gözleyebileceğimiz bir cisim kalmazdı. Bu nedenle de olması gerektiğinden biraz daha çok hıza sahip olurlar ve bu da onların eliptik yörüngelerde dolaşmalarına neden olur.