Kepler qonunlari

Keplerning ikkinchi qonuni sayyoraning Quyosh atrofidagi harakat tezligi haqida so‘z yuritadi. Unga ko‘ra, sayyora Quyoshga qancha yaqin kelsa, uning tezligi shunga monand ortadi; elliptik orbita bo‘ylab u Quyoshdan qancha olis ketsa, tezligi ham shunga mos ravishda pasayadi. Bunda, teng vaqt intervallari bo‘yicha, sayyora va Quyoshni tutashtirib turuvchi xayoliy chiziq bilan chegaralangan ellips sektorlarining yuzasi doimo teng bo‘ladi.
Ushbu ikki qonunni yaxshi bilgan holda, istalgan sayyoraning orbitasini aniq hisoblash va istalgan vaqt uchun uning osmonning qayerida joylashishini bilish mumkin. Birinchi va ikkinchi qonunlarda, alohida bir sayyora uchun orbital trayektoriyaning o‘ziga xosliklari haqida gap boradi.
Keplerning uchinchi qonuni esa sayyoralarning orbitalarini o‘zaro taqqoslash imkonini beradi. Unga ko‘ra, sayyora Quyoshdan qanchalik olisda joylashgan bo‘lsa, uning Quyosh atrofini to‘liq aylanib chiqishi uchun ketadigan vaqti ham shunga monand uzoqroq muddatni egallaydi deyiladi. Ya'ni, sayyora Quyoshdan qancha uzoq bo‘lsa, undagi yil davomiyligi ham shuncha uzun bo‘ladi. Hozirda biz yaxshi bilamizki, bu holat ikki omilga ko‘ra yuzaga keladi. Birinchidan, olisda joylashganlik faktining o‘zi, uning orbitasi perimetrining ham katta bo‘lishini taqozo etadi va demakki, o‘z-o‘zidan, sayyora ko‘proq yo‘l bosib o‘tishiga to‘g‘ri keladi; ikkinchidan, Quyosh bilan oraliq masofaning kattaligi tufayli, sayyoraning orbita bo‘ylab chiziqli harakat tezligi ham pasayadi. Oqibatda, u olis yo‘lda sekin harakatlanadigan bo‘ladi. Umuman olganda, Keplerning uchinchi qonuni ta’rifi quyidagicha yangraydi: istalgan sayyoraning Quyosh atrofini aylanib chiqish davrining kvadrati, uning elliptik orbitasining katta yarim o‘qi masofasining kubiga proporsional bo‘ladi.
Aytish joizki, Kepler o‘z qonunlarini keltirib chiqarishda, shunchaki faktlarni qayd qilishga asoslangan va kuzatuv natijalarini umumlashtirgan xolos. Ya'ni, u mazkur qonunlarni keltirib chiqarishda qandaydir bir nazariy tayyorgarlik va isbotlashlarga suyanmagan. Masalan, siz undan nima uchun ikkinchi qonunda sayyoraning teng vaqt oraliqlarida kesib o‘tgan sektorlari yuzasi ham o‘zaro teng bo‘ladi? – deb so‘rasangiz, savolingizga ilmiy javob ololmagan bo‘lardingiz. Chunki, u shunchaki, bu amalda shunday ekanini kuzatishlar orqali aniqlagan (ya'ni, empirik keltirib chiqargan) xolos. Ya'ni, u o‘tkazgan tahlillar shunday natija bergan, vassalom! Agar siz undan boshqa yulduz sistemalaridagi sayyoralarning orbitasi qanday bo‘ladi deb so‘rasangiz, u yana hammasini boshidan boshlab, bir necha yillik kuzatishlar o‘tkazib, natijalarni tahlil qilib chiqishiga to‘g‘ri kelar edi. Keyin esa, ushbu tahlillar asosida qandaydir qonuniyatni topsa, sizga javob aytgan bo‘lardi. Ya'ni, u boshqa yulduz sistemasidagi sayyoralar harakati ham, Quyosh sistemasidagi sayyoralar bo‘ysunadigan qonunlarga bo‘ysunishi haqida tasavvurning o‘zi bo‘lmagan.
Nyuton mumtoz mexanikasining eng buyuk yutuqlaridan biri ham aynan shunda. Ya'ni, Nyuton, Kepler qonunlarining fundamental asoslarini ochib beradi va ularning istalgan sistemaga tadbiq qilinishi mumkinligini, ya'ni, universial ekanligini ta’kidlaydi. Oxir-oqibat shunday bo‘lib chiqdiki, Kepler qonunlarini Nyuton qonunlaridan matematik yo‘l bilan keltirib chiqarish mumkin ekan! Basharti shunday ekan, demak biz, Kepler qonunlari Koinotdagi istalgan sayyoralar sistemasi uchun yaroqli ekaniga ishonch hosil qilishimiz mumkin. Astronomlar haqiqatan ham, hozirda ketma-ket ochilayotgan ekzosayyoralar sistemalari uchun ushbu qonunlarni tadbiq etishmoqda va ular haqiqatan ham, katta aniqlik bilan o‘zini oqlamoqda! (Aytgancha, kashf etilayotgan ekzosayyoralar nomiga ham Keplerning nomi qo‘shib aytilishi urfga kirdi. Buning sababi, u kashf qilgan mazkur qonunlar bilan emas, baliki, o‘sha ekzosayyoralarning kashf etilishi uchun vosita-sababchi bo‘lgan «Kepler» teleskopi tufaylidir. Masalan, K2-18b ekzosayyorasi «Kepler» teleskopining ikkinchi missiyasi davomida kashf qilingan).
Keplerning ushbu uchinchi qonuni zamonaviy kosmologiya fanida ham juda katta ahamiyat kasb etadi. Chunonchi, olis galaktikalarni kuzatish asnosida, astrofiziklar, galaktika markazlaridagi vodorod atomlaridan chiqadigan kuchsiz signallarni qayd etishadi. Ushbu nurlanishlar spektridagi Doppler effekti bo‘yicha olimlar galaktika diskining vodorod periferiyasining aylanish tezligini aniqlashadi va bu orqali, galaktikalarning o‘zining burchak tezliklarini topishadi.
Kepler qonunlari tabiat va borliqni anglashda insoniyat tushunib yetgan eng birinchi va eng muhim qonunlardan biridir. O‘zida fizika, matematika va astronomiyani uyg‘unlashtirgan holda, Kepler qonunlari ilm-fanda, tabiat hodisalarini ixcham va oddiy formulalar bilan ifodalash mumkinligini ham ko‘rsatib berdi va minglab keyingi avlod olimlari uchun namuna o‘laroq xizmat qildi.