Pregunta:
¿Con qué datos elaboró ​​Kepler sus leyes?
Jack M
2014-10-29 04:45:04 UTC
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Es bien sabido que Kepler elaboró ​​sus leyes ajustando curvas a los datos de Tycho Brahe sobre las trayectorias de los planetas a través del cielo. ¿Qué eran estos datos? ¿Cómo se registra la trayectoria de un planeta a través del cielo? ¿Un par de ángulos medidos desde algún punto de referencia? ¿Qué tipo de punto de referencia, un campanario en el horizonte? Además, ¿cómo Tycho Brahe mantuvo el tiempo lo suficientemente preciso para saber que estaba registrando la posición del planeta en intervalos de tiempo iguales?

Demasiadas preguntas. Un completo y ocupará mucho espacio. ¿Por qué no comienzas primero con Wikipedia?
@Alexandre: Sí, respondí el lado de Brahe. Creo que el lado de Kepler podría plantearse en una pregunta diferente: merece una respuesta separada.
He eliminado el "lado de Kepler" de la pregunta.
@Jack M: En mi opinión, la respuesta exacta a las preguntas qué midió Brahe y cómo se registró exactamente la trayectoria del planeta en el cielo en ese momento tomará demasiado tiempo para responder :-)
Sin coordenadas, sin ajuste de curvas. Bien conocido de hecho.
Dos respuestas:
#1
+11
winwaed
2014-10-29 05:37:22 UTC
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Hoy en día, las coordenadas del cielo se miden como "Ascensión Recta" (RA) y declinación. Son similares a las coordenadas angulares que usamos para la superficie de la Tierra, pero se miden en la esfera celeste en relación con el ecuador y el polo celestes. Usando el tiempo sidéreo actual, es posible mapear las coordenadas del cielo local (es decir, un rumbo horizontal relativo al norte verdadero y una inclinación sobre el horizonte) a la Declinación RA &.

Brahe usó dispositivos como como cuadrantes para medir esta inclinación. Hay un grabado de uno montado en el lateral de un edificio (presumiblemente en Uraniborg) en http://en.wikipedia.org/wiki/Uraniborg (Brahe hizo la mayoría de sus observaciones en Stjerneborg debido a problemas con los montajes de los instrumentos de Uraniborg).

En cuanto a la hora, los relojes del día eran lo suficientemente precisos porque la escarpa había sido inventada un par de siglos antes. Un reloj sidéreo se puede reiniciar todas las noches (usando una estrella conocida y un meridiano), por lo que solo debe tener una precisión de 24 horas. Los cambios de temperatura serán relativamente limitados en este período (y se minimizarán aún más reiniciando el reloj dos veces por noche), y no habrá movimiento. Sí, los relojes disponibles para Brahe habrían sido inexactos en comparación con los cronómetros de Harrison de unos siglos más tarde, pero Harrison estaba diseñando relojes para durar meses sin ajustes y para sobrevivir a movimientos violentos y cambios de temperatura significativos.

Definiciones:

Meridiano : una gran línea circular que va a través de la ubicación (por ejemplo, Observatorio Uraniborg) y los polos. Sería una línea al sur de Uraniborg. Una estrella cruza el meridiano cuando parece estar al sur del polo celeste.

Reloj Sideral : Un reloj sideral es aquel que está sincronizado con las estrellas y no con el Sol. La Tierra en realidad gira en un día sideral (aproximadamente 4 minutos menos que un día solar normal) pero debido a que se ha movido un poco en su órbita, el punto de referencia habitual (el Sol) se ha movido ligeramente, por lo que el día solar es un poco más largo. que un día sidéreo.

La solución moderna sería utilizar un reloj solar y luego aplicar una corrección basada en el calendario (trivial con un microprocesador). Pero si se trata de relojes mecánicos, es igual de fácil configurar el péndulo para que funcione un poco rápido.

¿Qué quiere decir exactamente con "reloj sideral" y "transecto sur"?
Debería haber dicho "Meridiano" en lugar de "transecto sur", así que lo he corregido y también lo he explicado (& tiempo sideral).
#2
+8
Alexandre Eremenko
2014-11-02 01:36:13 UTC
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En la época de Brahe y Kepler, no utilizaron el ascenso y la declinación correctos para registrar el movimiento de los planetas. Estas coordenadas están relacionadas con la Tierra, y se sabe desde los tiempos de Hiparco y Ptolomeo que hay que utilizar las coordenadas eclípticas, que es un sistema relacionado con el movimiento del Sol. (La eclíptica es el gran círculo en el cielo sobre el que se mueve el Sol. Todos los planetas se mueven en los lugares que están muy cerca del plano de la eclíptica). Las coordenadas correspondientes se denominan longitud (celeste) y latitud.

Los datos de Brahe para los planetas consistían (en términos generales) en las posiciones de los planetas (sus longitudes y latitudes) en algunos momentos conocidos. Debido a que las latitudes de todos los planetas son pequeñas, se puede considerar el movimiento en longitud independientemente del movimiento en latitud, lo que simplifica el problema. Este movimiento no es uniforme (e incluso no siempre en la misma dirección), por lo que el problema era crear una cinemática. mecanismo que "explicaría" este movimiento. Tal mecanismo se conoce desde la antigüedad, pero da un pequeño desacuerdo con los datos observados. Es en sus intentos de explicar este desacuerdo (en el caso de Marte) que Kepler hizo sus grandes descubrimientos (la primera y segunda leyes). Mucho más tarde también descubrió la ley 3-d. El descubrimiento más fundamental fue que las órbitas no son combinaciones de movimientos uniformes en círculos, sino un movimiento en una elipse según la "ley de áreas iguales".

Este notable descubrimiento fue probablemente la mayor revolución en el historia de la astronomía.

Aquí se puede encontrar un poco más de explicación:

http://www.math.purdue.edu/~eremenko/dvi/kepler.pdf



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