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克卜勒發現第三行星運動定律
1618年3月8日這天德國的科學家克卜勒(Jonannes Kepler)發現了第三行星運動定律。克卜勒在他的一生中,利用第谷(Tycho Brahe)精密的觀測資料,推論出三條運動定律,這三條運動定律影響了牛頓,進而讓牛頓發展出萬有引力的理論。
以下就是克卜勒的三條運動定律:
第一定律:太陽系中的每一顆行星,都是以橢圓軌道繞太陽公轉,太陽則為在橢圓的一個焦點上。
第二定律:行星在繞行太陽時,相同的時間內,行星和太陽連線所掃過的面積是一樣的。
第三定律:太陽系中的行星,它們繞太陽公轉週期的平方和它們橢圓軌道的半長軸的立方成正比。
這三條運動定律成了克卜勒一生中最大的成就,克卜勒當時的年代,還是普遍認為地球是宇宙的中心,但是克卜勒卻接受哥白尼的理論,太陽才是宇宙的中心。為了證明哥白尼的理論是對的,克卜勒求助於第谷的觀測記錄,第谷的觀測雖然用的是肉眼,但是卻是當時最精密、最詳盡的,第谷的量測精確度達到了1角分,他的觀測結果已經達到肉眼所能達到的極限,這也是望遠鏡發明前最佳的觀測記錄。
有了第谷詳盡的觀測記錄,克卜勒才能推論出行星是以橢圓軌道繞太陽公轉的,也就是第一運動定律,而且克卜勒還進一步推算出第二和第三運動定律,這些運動定律都是用數學來表達的,這也是人類第一次用數學精確地描述行星的運動,所以克卜勒有「天空的立法者」的稱號。
圖一、克卜勒