Древние считали, что планеты и другие небесные тела подчиняются иным законам, нежели обычные физические объекты на Земле. К 17 веку, однако, астрономы поняли, что Земля сама по себе является планетой и что... вместо того, чтобы быть неподвижным центром Вселенной - он вращается вокруг Солнца, как и любой другой планета. Вооружившись этим новым пониманием, Ньютон разработал объяснение движения планет, используя те же физические законы, которые применяются на Земле.
Сэр Исаак Ньютон
Ньютон родился в Линкольншире, Англия, в 1642 году. В возрасте 27 лет он был назначен профессором математики Кембриджского университета. Его особый интерес было приложение математических методов к физическим наукам. Движение планет было одной из самых горячих тем того времени, и Ньютон посвятил большую часть своих усилий развитию математической теории этого явления. Результатом стал его закон всемирного тяготения, который впервые был опубликован в 1687 году.
Движение планет
Во времена Ньютона все, что было известно о движении планет, можно было кратко изложить в трех законах, приписываемых Иоганну Кеплеру. Первый закон гласит, что планеты движутся вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Второй закон гласит, что планета сметает равные площади в равное время. Согласно третьему закону, квадрат периода обращения пропорционален кубу расстояния до Солнца. Однако это чисто эмпирические законы. Они описывают происходящее без объяснения причин.
Подход Ньютона
Ньютон был убежден, что планеты должны подчиняться тем же физическим законам, которые наблюдаются на Земле. Это означало, что на них должна действовать невидимая сила. Он знал из эксперимента, что в отсутствие приложенной силы движущееся тело будет вечно двигаться по прямой линии. С другой стороны, планеты двигались по эллиптическим орбитам. Ньютон спросил себя, какая сила заставит их это сделать. Гениально он понял, что ответом была гравитация - та самая сила, которая заставляет яблоко падать на землю на Земле.
Вселенская гравитация
Ньютон разработал математическую формулировку гравитации, которая объясняла движение падающего яблока и движения планет. Он показал, что гравитационная сила между любыми двумя объектами пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Применительно к движению планеты вокруг Солнца эта теория объясняла все три эмпирически полученных закона Кеплера.