Prawa Keplera - prawa rządzące ruchem planet

Prawami Keplera nazywamy trzy prawa astronomiczne, odkryte przez Jana Keplera i opisujące ruch planet wokół Słońca. Kepler sformułował je w oparciu o dane obserwacyjne, pozostawione przez Tychona Brache, nadwornego astronoma cesarza Rudolfa II. Wynikało z nich jednoznacznie, że planety nie mogą krążyć wokół Słońca po okręgach, jak chciał tego Kopernik. Wierząc jednak w zasadniczą słuszność teorii Polaka, Kepler poszukiwał innej nieskomplikowanej krzywej, po której mógłby odbywać się ruch planet – kilka lat wytrwałych obliczeń i poszukiwań prowadzonych metodą prób i błędów (Kepler rozpoczął współpracę z Brachem w roku 1600) doprowadziło go do wniosku, że odpowiednią krzywą jest elipsa. Rezultaty swe opublikował w roku 1609 w dziele Astronomia nova ... (Nowa astronomia... – pełny tytuł księgi jest znacznie dłuższy). Po kolejnych kilku latach uzupełnił je trzecim prawem, opublikowanym w roku 1619 w Harmonice Mundi (Harmonia świata).

Były to prawa empiryczne, lecz ich znaczenie dla dalszego rozwoju fizyki trudno przecenić. Wiadomo dziś, że były one jedną z inspiracji, którymi kierował się Newton pracując nad stworzeniem swojej prawa powszechnego ciążenia.

Pierwsze prawo Keplera
Pierwsze prawo Keplera stwierdza, że planeta porusza się wokół Słońca po elipsie, w której jednym ognisku jest Słońce.
Pierwsze prawo Keplera
Drugie prawo Keplera
Drugie prawo Keplera mówi, że w równych jednostkach czasu, promień wodzący planety poprowadzony od Słońca zakreśla równe pola. Wynika stąd natychmiast, że w peryhelium (w pobliżu Słońca), planeta porusza się szybciej niż w aphelium (daleko od Słońca).

Trzecie prawo Keplera
Trzecie prawo Keplera głosi, że stosunek kwadratu okresu obiegu planety wokół Słońca do sześcianu średniej artymetycznej największego i najmniejszego oddalenia od Słońca jest stały dla wszystkich planet w układzie słonecznym.

Czwarte "prawo" Keplera
W rzeczywistości Kepler sformułował cztery prawa opisujące ruch planet, jednak według współczesnej metodologii naukowej czwarte z nich nie jest "prawem", a jedynie ciekawą zbieżnością. Mianowicie, w opublikowanej w roku 1596 książce Mysterium cosmographicum (Tajemnica kosmograficzna) Kepler stwierdził, że jeśli na sferze wyznaczonej przez orbitę Merkurego (która w dobrym przybliżeniu jest okręgiem) opiszemy ośmiościan foremny, to okaże się, że jest on wpisany w analogiczną sferę Wenus. Jeśli na tej sferze opiszemy dwudziestościan foremny, to będzie on wpisany w sferę Ziemi; kolejny dwunastościan foremny wpisany jest w sferę Marsa, czworościan foremny opisany na niej wpisany jest w sferę Jowisza, a opisany na niej sześcian wpisany jest w sferę Saturna.

Planeta – ciało niebieskie o znacznej masie nieemitujące światła samodzielnie i zazwyczaj okrążające macierzystą gwiazdę. Do niedawna znanych było jedynie dziewięć planet Układu Słonecznego. Na koniec roku 2002 liczba wszystkich znanych planet przekroczyła 100. Nowoodkryte planety okrążają gwiazdy inne niż Słońce – są planetami pozasłonecznymi.

Planety naszego Układu Słonecznego to w porządku rosnącej odległości od Słońca:
Merkury
Wenus
Ziemia – wraz z Księżycem, czasem traktowane jako planeta podwójna
Mars
Jowisz
Saturn
Uran
Neptun

Nazwy wszystkich planet za wyjątkiem Ziemi pochodzą od imion rzymskich bogów. Nazwy księżyców także pochodzą od imion bogów i innych postaci z klasycznej mitologii.
Zostało też zaproponowanych kilka hipotetycznych planet, takich jak Planeta X, leżąca poza orbitą Plutona, lub Wulkan, leżący wewnątrz orbity Merkurego, które mają w założeniu wytłumaczyć anomalie związane z ruchem tychże.

Pierwsze planety poza Układem Słonecznym odkrył w 1991 r. polski astronom pracujący w USA – Aleksander Wolszczan. Później odkryto wiele innych planet wokół pulsarów stosując jego technikę. W 2005 r. inny polski astronom Maciej Konacki odkrył planetę typu jowiszowego – HD 188753 Ab.