Leyes de Kepler
Todavía en el siglo XVI no se comprendía dónde estaban los planetas y el Sol, ni cuál era la posición de unos con relación a los otros, ni cómo se movían; existían varias ideas no confirmadas. La búsqueda de respuestas resultó ser una tarea ardua, en ello sobresalieron Tycho Brahe[1] y Johanes Kepler[2]. Tycho realizó las mediciones de la posición de los astros más exactas conocidas hasta ese momento; Kepler, se basó en esos datos y tomó como herramienta su ingenio matemático, así logró encontrar regularidades que formuló en tres leyes que finalmente llevaron a comprender la estructura del Sistema Solar.
¿Cuál es el contenido de esas leyes?
Algo de historia : La elección de Kepler
La representación del Sistema Solar presentada por Copérnico, a quien Kepler seguía fervientemente, aseguraba que la trayectoria de los planetas alrededor del Sol eran circunferencias, mientras que los datos de Tycho sugerían elipses. Ante esta falta de concordancia Kepler debió hacer su elección. Como trabajó con Tycho conocía de su tenacidad y meticulosidad, así que decidió desechar la idea de Copérnico y defender la que emanaba de los datos de Tycho, al considerar elíptica la órbita de los planetas.
Esta elección resultó ser la correcta, al ser corroborada posteriormente por numerosas observaciones y mediciones.
Muchas veces el éxito científico depende de una buena elección.
Las leyes de Kepler se resumen en tres leyes fundamentales.
: Primera ley de Kepler
Los planetas describen órbitas elípticas con el Sol en uno de sus focos.
Saber más : ¿Dónde está el Sol realmente?
Al hacer un análisis dinámico del sistema Tierra – Sol, nos percatamos de que este último no se encuentra estrictamente en uno de los focos de la elipse, sino que el sistema en su conjunto, y el Sistema Solar como un todo, rotan alrededor del centro de masa que sí se encuentra en el foco.
Lo que sucede es que como el Sol concentra casi toda la masa del Sistema Solar el centro de masa también se encuentra muy cercano a él. Como consecuencia, el Sol realiza movimientos que revelan la existencia de planetas.
Esa es la forma en que se han descubierto sistemas planetarios en Soles muy lejanos; al observar ese movimiento característico de la estrella se puede concluir que posee un sistema planetario.
: Segunda ley de Kepler o ley de las áreas
Una línea que une al Sol con un planeta, barre áreas iguales de la elipse en tiempos iguales.
Definición : Tercera ley de Kepler o ley de los períodos
La razón entre el periodo de revolución de un planeta al cuadrado y el cubo del semieje mayor de la elipse que marca su órbita se mantiene constante. Esto es:
: Problema resuelto
El año marciano
Una de las unidades de medida de longitud que se utilizan en astronomía por su comodidad es la unidad astronómica (UA), que es distancia de la Tierra al Sol. En concordancia, la Tierra se encuentra a 1.00 UA del Sol, y Marte a 1.67 UA. Calcula cuánto dura el año marciano.
