Wie erklÀrt Newton die Planetenbewegung?

Sir Isaac Newton erklÀrte die Planetenbewegung mit seiner Theorie der universellen Gravitation.

Die Menschen des Altertums glaubten, dass Planeten und andere Himmelskörper anderen Gesetzen als gewöhnlichen physischen Objekten auf der Erde gehorchen. Im 17. Jahrhundert hatten die Astronomen jedoch erkannt, dass die Erde selbst ein Planet war und dass sie - anstatt das feste Zentrum des Universums zu sein - sich wie jeder andere Planet um die Sonne dreht. Bewaffnet mit diesem neuen VerstÀndnis entwickelte Newton eine ErklÀrung der Planetenbewegung unter Verwendung der gleichen physikalischen Gesetze, die auf der Erde gelten.

Herr Isaac Newton

Newton wurde 1642 in Lincolnshire, England, geboren. Im Alter von 27 Jahren wurde er Professor fĂŒr Mathematik an der UniversitĂ€t Cambridge. Sein besonderes Interesse galt der Anwendung mathematischer Methoden auf die Physik. Die Planetenbewegung war eines der am heftigsten diskutierten Themen der Zeit, und Newton widmete einen großen Teil seiner BemĂŒhungen der Entwicklung einer mathematischen Theorie dazu. Das Ergebnis war sein Gesetz der universellen Gravitation, das erstmals 1687 veröffentlicht wurde.

Die Bewegung der Planeten

In Newtons Zeit konnte alles, was ĂŒber Planetenbewegung bekannt war, in drei Gesetzen, die Johannes Kepler zugeschrieben wurden, kurz zusammengefasst werden. Das erste Gesetz besagt, dass sich Planeten auf elliptischen Bahnen um die Sonne bewegen. Das zweite Gesetz besagt, dass ein Planet gleiche Gebiete in gleichen Zeiten fegt. Nach dem dritten Gesetz ist das Quadrat der Umlaufperiode proportional zum WĂŒrfel der Entfernung zur Sonne. Dies sind jedoch rein empirische Gesetze. Sie beschreiben, was passiert, ohne zu erklĂ€ren, warum es passiert.

Newtons Ansatz

Newton war ĂŒberzeugt, dass die Planeten denselben physikalischen Gesetzen gehorchen mĂŒssen, die auf der Erde beobachtet werden. Dies bedeutete, dass eine unsichtbare Kraft auf sie wirken musste. Er wusste aus dem Experiment, dass ein bewegter Körper in Abwesenheit einer angewandten Kraft fĂŒr immer in einer geraden Linie weitergehen wird. Die Planeten bewegten sich dagegen auf elliptischen Bahnen. Newton fragte sich, welche Art von Gewalt sie dazu bringen wĂŒrde. In einem Geniestreich erkannte er, dass die Antwort die Schwerkraft war - die gleiche Kraft, die einen Apfel auf die Erde fallen lĂ€sst.

Universale Gravitation

Newton entwickelte eine mathematische Formulierung der Schwerkraft, die sowohl die Bewegung eines fallenden Apfels als auch die der Planeten erklÀrte. Er zeigte, dass die Gravitationskraft zwischen zwei beliebigen Objekten proportional zum Produkt ihrer Massen und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung zwischen ihnen ist. Bei der Anwendung auf die Bewegung eines Planeten um die Sonne erklÀrte diese Theorie alle drei empirisch abgeleiteten Gesetze Keplers.

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