Dans les années 1600, l'astronome Johannes Kepler a formulé trois lois fondamentales qui décrivent avec précision les mouvements des planètes. La troisième loi, appelée la loi des périodes, concerne la durée de la période orbitale d'une planète à sa distance du soleil. Bien qu'il puisse sembler abstraite au premier abord, la loi a des répercussions sur la nature de la gravité en général et peut être utilisé pour calculer les masses du soleil et des planètes.
Droit des périodes
La loi de Kepler des périodes indique que pour les huit planètes connues qui gravitent autour du soleil, le carré de la période orbitale divisée par le cube de la distance est égale à un nombre constant appelé "C" Si vous appliquez la loi sur les orbites de Mercure, Mars et Neptune, par exemple, C fonctionne toujours sur le même numéro. La constante contient des informations importantes relatives au corps autour duquel les planètes tournent - dans ce cas, le soleil. Vous pouvez appliquer la même loi pour les nombreuses lunes en orbite autour de Jupiter, par exemple; ici, C est la même pour chacun des satellites de Jupiter, mais différente de celle obtenue pour les planètes.
Constant Gravitational
Quand Isaac Newton a formulé ses lois de la gravité, il a étudié la troisième loi de Kepler et réalisé la constante, C, contenait une constante universelle de gravitation, G, multiplié par une masse, appelée «M», qui est la masse de l'objet au centre de le système planétaire.
Loi de Gravitation
La loi de Newton de gravité concerne la force entre deux objets par leurs masses, la distance entre eux et une constante gravitationnelle universelle, "G." Les augmentations de force gravitationnelle que les masses augmentent et diminue à mesure que la distance entre eux devient plus grand. Bien que cette loi et la troisième loi de Kepler ont des similitudes, Newton est plus générale; parce que la masse du soleil est si importante par rapport à celle des planètes, les formes les plus simples de la loi de Kepler ignorent les masses planétaires.
Messe du Soleil
En utilisant les équations de Newton et de Kepler, les astronomes ont pu "peser" le soleil en mesurant d'abord la distance au soleil de la Terre, Mars et d'autres planètes, puis en observant la période orbitale de chacun. En divisant le cube de la distance moyenne entre une planète et le soleil par le carré de la période de la planète, en divisant par 12,566, puis en multipliant par la constante gravitationnelle, le nombre résultant est la masse du soleil.
Messe des Planètes
En plus de trouver la masse du Soleil, les astronomes ont appliqué les mêmes lois aux planètes qui ont des lunes, comme Mars, Saturne et la Terre. En observant attentivement et en mesurant les périodes orbitales des satellites de ces planètes, puis de brancher ces chiffres dans l'équation pour la troisième loi de Kepler, les scientifiques ont obtenu les masses des planètes.