Figura 3.1 Stația Spațială Internațională. Acest habitat și laborator spațial orbitează Pământul o dată la 90 de minute. (Credit: NASA)
Cum ai găsi o nouă planetă la marginea sistemului nostru solar, care este prea slabă pentru a fi văzută cu ochiul liber și este atât de departe încât se mișcă foarte încet printre stele? Aceasta a fost problema cu care s-au confruntat astronomii în timpul secolului al XIX-lea, când au încercat să facă un inventar complet al sistemului nostru solar.
Dacă am putea privi de sus asupra sistemului solar de undeva în spațiu, interpretarea mișcărilor planetare ar fi mult mai simplă. Dar adevărul este că trebuie să observăm pozițiile tuturor celorlalte planete de pe propria noastră planetă în mișcare. Oamenii de știință din Renaștere nu cunoșteau detaliile mișcărilor Pământului mai bine decât mișcările celorlalte planete. Problema lor a fost că au trebuit să deducă natura tuturor mișcării planetare folosind doar observațiile lor legate de pământ ale pozițiilor celorlalte planete pe cer. Pentru a rezolva mai deplin această problemă complexă, au fost necesare observații mai bune și modele mai bune ale sistemului planetar.
În perioada în care Galileo își începea experimentele cu corpurile în cădere, eforturile altor doi oameni de știință ne-au ajutat dramatic să înțelegem mișcărilor planetelor. Acești doi astronomi au fost observatorul Tycho Brahe și matematicianul Johannes Kepler. Împreună, au plasat speculațiile lui Copernic pe o bază matematică solidă și au deschis calea lucrării lui Isaac Newton din secolul următor.
Observatorul lui Tycho Brahe
La trei ani după publicarea lucrării De Revolutionibus a lui Copernic, Tycho Brahe s-a născut într-o familie de nobili danezi. A dezvoltat un interes timpuriu pentru astronomie și, în tinerețe, a făcut observații astronomice semnificative. Printre acestea s-a numărat și un studiu atent al ceea ce știm acum că a fost o stea care explodează, care s-a aprins cu o strălucire mare pe cerul nopții. Prin reputația sa în creștere a câștigat patronajul regelui danez Frederic al II-lea, iar la vârsta de 30 de ani Brahe a reușit să înființeze un observator astronomic excelent pe insula Hven din Marea Nordului (Figura 3.2). Brahe a fost ultimul și cel mai mare dintre observatorii pre-telescopici din Europa.
Figura 3.2 Tycho Brahe (1546–1601) și Johannes Kepler (1571–1630). (a) O gravură stilizată îl arată pe Tycho Brahe folosind instrumentele sale pentru a măsura altitudinea obiectelor cerești deasupra orizontului. Instrumentul mare curbat din prim-plan i-a permis să măsoare unghiuri precise pe cer. Rețineți că scena include indicii ale măreției observatorului lui Brahe din Hven. (b) Kepler a fost un matematician și astronom german. Descoperirea lui a legilor de bază care descriu mișcarea planetară a plasat cosmologia heliocentrică a lui Copernic pe o bază matematică fermă.
La Hven, Brahe a făcut o înregistrare continuă a pozițiilor Soarelui, Lunii și planetelor timp de aproape 20 de ani. Observațiile sale extinse și precise i-au permis să constate că pozițiile planetelor variau de cele date în tabelele publicate, care s-au bazat pe lucrarea lui Ptolemeu. Aceste date erau extrem de valoroase, dar Brahe nu avea capacitatea de a le analiza și de a dezvolta un model mai bun decât ceea ce publicase Ptolemeu. A fost mai mult inhibat, pentru că era un tip extravagant și arțăgos și și-a acumulat dușmani printre oficialii guvernamentali. Când patronul său, Frederic al II-lea, a murit în 1597, Brahe și-a pierdut baza politică și a decis să părăsească Danemarca. Și-a stabilit reședința la Praga, unde a devenit astronom de curte al împăratului Rudolf al Boemiei. Acolo, cu un an înainte de moartea sa, Brahe a găsit un tânăr matematician cel mai capabil, Johannes Kepler, care să-l ajute în analiza datelor sale planetare extinse.
Johannes Kepler
Johannes Kepler s-a născut într-o familie săracă din provincia germană Württemberg și și-a trăit o mare parte din viață în mijlocul tulburărilor din Războiul de 30 de ani (vezi Figura 3.2). A urmat universitatea la Tübingen și a studiat pentru o carieră teologică. Acolo, a învățat principiile sistemului copernican și s-a convertit la ipoteza heliocentrică. În cele din urmă, Kepler a mers la Praga pentru a servi ca asistent lui Brahe, care l-a pus la treabă încercând să găsească o teorie satisfăcătoare a mișcării planetare – una care să fie compatibilă cu seria lungă de observații făcute la Hven. Brahe a fost reticent să-i ofere lui Kepler mult material la un moment dat, de teamă că Kepler va descoperi singur secretele mișcării universale, răpindu-i astfel lui Brahe o parte din glorie. Abia după moartea lui Brahe, în 1601, Kepler a ajuns în posesia deplină a înregistrărilor neprețuite. Studiul lor a ocupat cea mai mare parte a timpului lui Kepler timp de mai bine de 20 de ani.
Prin analiza sa asupra mișcărilor planetelor, Kepler a dezvoltat o serie de principii, cunoscute acum sub numele de cele trei legi ale lui Kepler, care descriau comportamentul planetelor pe baza căilor lor prin spațiu. Primele două legi ale mișcării planetare au fost publicate în 1609 în The New Astronomy. Descoperirea lor a fost un pas uriaș în dezvoltarea științei moderne.
Sursa: Astronomy 2e, by OpenStax, access for free at https://openstax.org. ©2020 Rice University, licența CC BY 4.0. Traducere și adaptare: Nicolae Sfetcu, © 2022 MultiMedia Publishing
Lasă un răspuns