Kepler törvényének előzményei

A bolygók mozgásának leírása az ókorban, majd később is az egyik legizgalmasabb kérdése volt a tudománynak. A legkülönbözőbb Föld-középpontú (geocentrikus), illetve Nap-középpontú (heliocentrikus) elméletek születtek már a távcsövek megalkotása előtt is. Egyes bolygók látszólag előre-hátra mozognak az égbolton, ezért is volt nehéz a mozgásukban a szabályt észrevenni, magyarázni.

Tycho de Brahe dán tudós volt az utolsó jelentős csillagász, aki csillagászati távcső nélkül vizsgálta az égboltot. Több évtizedes nagyon precíz megfigyeléseit feljegyezve lényegében már birtokában volt a bolygók mozgási adatainak, csupán az adatokat tömören összefoglaló fizikai törvény hiányzott munkásságából. Tycho de Brache megfigyelései alapján Johannes Kepler cseh csillagász foglalta össze három törvényben a Naprendszerünk bolygóinak mozgástörvényeit.

Kepler I. törvénye

Kepler I. törvénye (a bolygók pályája): Naprendszerünkben minden bolygó egy-egy ellipszispályán mozog a Nap körül. Ezeknek az ellipsziseknek az egyik közös fókuszpontjában a Nap található.

A bolygópályák ellipszisei valójában nagyon hasonlítanak a körhöz, fókuszaik közel vannak egymáshoz, azaz kicsi az excentricitásuk.

Az ellipszis jellemző adatai

Kepler II. törvénye

Kepler II. törvénye (a felületi törvény): a Naptól egy bolygóhoz húzott vezérsugár egyenlő idők alatt egyenlő területeket súrol.

Kepler II. törvényének következménye

Kepler II. törvénye szemléletesen azt fejezi ki, hogy az ellipszispályán keringő bolygó gyorsabban halad a Naphoz közelebb, mint a pályájának Naptól távolabbi részén.

Kepler II.törvénye, a felületi törvény

Kepler III. törvénye

Kepler III. törvénye: a bolygók keringési idejeinek négyzetei úgy aránylanak egymáshoz, mint az ellipszispályák fél nagytengelyeinek köbei.

Kepler III. törvényének következménye

A harmadik törvény szerint a Naptól távolabb keringő bolygók keringési ideje hosszabb, mint a Naphoz közelebbieké.