天力学

天力学の本

天体力学は、重力の影響下にある惑星、月、小惑星、彗星、その他の宇宙物体などの天体の動きを扱う古典力学の分野です。これは天文学および天体物理学の基礎的な研究分野であり、ニュートン力学の枠組み内で、またはより正確にはアインシュタインの一般相対性理論を組み込んで天体の運動と相互作用を理解することに焦点を当てています。

天力学の主要な概念と原則:

1. ケプラーの惑星運動の法則: ヨハネス・ケプラーは、ティコ・ブラーエによる天体観測に基づいて、17 世紀初頭に惑星運動に関する 3 つの法則を定式化しました。これらの法則は、太陽の周りの惑星の軌道を説明します。

ａ．ケプラーの第一法則 (楕円の法則): 惑星は太陽を焦点の 1 つとして楕円軌道を運動します。

b. ケプラーの第 2 法則 (等面積の法則): 惑星と太陽を結ぶ線分は、等しい時間間隔で等しい面積を掃引します。

c. ケプラーの第 3 法則 (調和の法則): 惑星の公転周期の 2 乗は、その軌道の長半径の 3 乗に直接比例します。

2. ニュートンの万有引力の法則: 17 世紀後半に出版されたアイザック ニュートンの万有引力の法則は、質量を持つ 2 つの物体間の重力引力を説明しています。2 つの物体間の引力は、それらの質量の積に正比例し、それらの中心間の距離の 2 乗に反比例します。

3. 二体問題: 二体問題は、他に重大な重力の影響がないと仮定して、2 つの天体の運動を考慮する天力学の単純化されたシナリオです。

4. N 体問題: N 体問題は、3 つ以上の天体間の重力相互作用が考慮される、より複雑なシナリオです。2 つの物体を超える N 体システムの解析ソリューションを見つけることは多くの場合困難であり、正確な予測のための数値手法とコンピューター シミュレーションの開発につながります。

5. 摂動: 天体力学において、摂動とは、他の天体との重力相互作用によって引き起こされる天体の運動の小さな変化や乱れを指します。これらの摂動は、軌道の変動、さらには惑星や他の天体の位置の長期的な変化につながる可能性があります。

6. 軌道要素: 軌道要素は、軌道の形状、方向、位置を記述するために使用される数学的パラメーターです。それらは天体を予測する際の基本です。今後の立場や動き。

天力学は、太陽系内およびそれ以外の天体の動きを理解する上で重要な役割を果たします。これにより、天文学者や天体物理学者は惑星、月、その他の物体の位置を正確に予測できます。これは、宇宙ミッション、天体観測、宇宙探査全般にとって不可欠です。さらに、天力学は、系外惑星、重力波、および宇宙におけるその他のさまざまな現象の発見と研究に役立ってきました。