V univerzálním životě, nejen v životě lidí, je vesmír řízen určitým chováním, které vysvětluje jeho skvělé fungování. Zákony vesmíru. Tímto způsobem je i naše životní prostředí udržováno v naprostém pořádku, protože je vždy nutné, aby člověk vypracoval několik zákonů nebo norem, které vysvětlují postoje k tomu, co se kolem děje nebo co by se v právním případě mělo dělat.
Na druhou stranu v astronomie vytvořené zákony nebyly výtvorem lidské bytosti. Takové zákony jsou konstanty, které vysvětlují správné fungování nebo chování našeho Vesmíru. Ve skutečnosti je na základě vesmírných zákonů možné dát vzniknout studiím celku v prostoru. To zahrnuje mimo jiné pohyb hvězd, planet, meteoritů, komet.
Kromě toho existují také Vesmírné jevy. Pokud jde o tento aspekt, až dosud člověk nebyl schopen pochopit jeho skutečnou podstatu. Důvodem je to, že jsou součástí záhady, ale je možné, že tyto anomálie jednají na základě svých vlastních zákonů, které dávají pohyb v prostoru. Příkladem toho je případ temné energie. Dosud není přesně známo, co to skutečně je, ani důvod jeho zrychleného chování.
Název temná energie, vzniká právě proto, že energii nelze vizualizovat a podle temnoty tohoto jevu je známo jeho chování, což má za následek expanzivní pohyb na univerzální úrovni. Z tohoto důvodu je nutné vysvětlit některé univerzální zákony, které objevili velcí učenci.
Keplerovy zákony
Jak již bylo zmíněno, žádná lidská bytost je nevnucovala, spíše zjistili, že vesmír se řídí nějakými zákony, aby mohl jednat v celé své nádheře. Vědci tak studiemi objevili zákony, na kterých byl vesmír po celou dobu svého fungování založen. Tedy poskytování informací, které pomáhají lidské bytosti vědět vše kosmos nebo slouží jako spolupráce pro další studium.
Jedním z těchto velkých učenců a spolupracovníků ve vědě byl slavný vědec astronomie, Johannes Kepler. Kepler studoval hvězdy v univerzálním prostoru takovým způsobem, že vytvořil to, čemu dnes říkáme Keplerovy zákony. Není to jeden, ale tři zákony, které se zabývají tím, co se týká pohybu planet Sluneční soustavy. Tyto zákony byly formulovány na počátku XNUMX. století. Dnes však zůstávají platné a fungují jako základ pro předchozí studie o chování vesmíru.
Kepler založil své zákony na planetárních datech, aby pochopil pohyby. Tato data byla také shromážděna dánským astronomem Tycho brahejehož byl asistentem. Z tohoto důvodu data zůstávají ve vědeckém výzkumu. Návrhy, které vzešly z těchto výzkumů, porušily staletí staré tvrzení, že se planety pohybují po kruhových drahách. Toto jsou tři zákony vypracované Keplerem:
Keplerův první zákon
V tomto zákoně Kepler vysvětlil, že oběžné dráhy v Planety obíhají kolem Slunce. Dodává však, že místo aby byly kruhové, jsou to dráhy, které jsou eliptické a na kterých Slunce zaujímá jedno z ohnisek elipsy. To znamená, že střed tohoto zákona je založen na vysvětlení, že oběžné dráhy kolem Slunce jsou eliptické.
Později Tycho Brahe provedl pozorování, ve kterých se Kepler rozhodl určit, zda trajektorie planet lze popsat křivkou. Pokusem a omylem se mu však podařilo zjistit, že elipsa může přesně popsat oběžnou dráhu planety kolem Slunce.Elipsy jsou v zásadě definovány délkou dvou os, které mají.
Pokud jde o míru, ve srovnání s kruhem lze říci, že má stejný průměr nahoře i dole, pokud se měří na šířku. Ale na druhou stranu má elipsa průměry různých délek, musí to tak být vždy, protože nemá tvar, ve kterém by všechny jeho strany měly stejnou míru, jako se to děje u kruhu. Ve skutečnosti se nejdelší osa nazývá hlavní osa a nejkratší osa vedlejší.
Všechno toto vysvětlení vychází najevo, protože podle té vzdálenosti je to znát planety se pohybují po elipsách, i když ve skutečnosti jsou oběžné dráhy téměř kruhové. Kromě planet jsou komety také dobrým příkladem objektů v naší sluneční soustavě, které mohou mít vysoce eliptické dráhy.
Když se Keplerovi podařilo určit, že se planety pohybují kolem Slunce ve formě elips, byl to okamžik, kdy zjistil další zajímavou skutečnost. Kepler doložil skutečnost, že rychlosti planet se liší, např kroužit kolem slunce.
Druhý Keplerov zákon
Tento zákon dává kontinuitu předchozímu objevu. To znamená, že to je místo, kde Kepler vysvětluje o rychlost planet. Kromě toho právě v tomto konkrétním bodě uvádí, že oblasti zametené segmentem, který spojuje Slunce s planetou, jsou také úměrné časům použitým k jejich popisu. Tímto způsobem se měří rychlost planet s tím důsledkem, že čím blíže je planeta ke Slunci, tím rychleji se pohybuje.
Tento druhý zákon objevil Kepler metodou pokusu a omylu. Tento průzkum se zrodil, když si toho Kepler všiml čára spojující planety a sluncepokrývá stejnou oblast ve stejném časovém období. Následně Kepler zjistil, že když jsou planety na své oběžné dráze blízko Slunce, pohybují se rychleji, než když jsou dále. Tato práce vedla Keplera k důležitému objevu o vzdálenostech planet.
Třetí Keplerov zákon
Již v tomto třetím zákoně se vysvětluje nejen rychlost. V tomto aspektu je vysvětleno především o vzdálenost. Chování planet podle jejich vzdálenosti. Z tohoto důvodu Kepler v tomto třetím zákoně zdůrazňuje, že druhé mocniny hvězdných period rotace planet, které obíhají kolem Slunce, jsou úměrné krychlím hlavních poloos jejich eliptických drah.
Podle tohoto zákona je možné usuzovat, že planety nejvzdálenější od Slunce jsou ty, které obíhají nižší rychlostí než ty nejbližší. Z toho vyplývá, že období revoluce, závisí na vzdálenosti od Slunce. Výsledek byl získán pomocí následujícího matematického vzorce: P2 = a3. Tento vzorec vysvětluje, že planety daleko od Slunce jsou ty, které jej oběhnou nejdéle, na rozdíl od těch, které jsou blízko Slunce.
Zákony Isaaca Newtona
Z existujících zákonitostí na vědecké úrovni se astronom, fyzik a Isaac Newton matematik, sehrál v jeho díle transcendentální roli. To, co Newton udělal, bylo naznačit oběžnou dráhu Měsíce a každého z umělých satelitů, které byly vypuštěny do vesmíru pro vědecký výzkum.
Jedním ze zákonů, které vysvětlují chování vesmíru a těles, která se v něm nacházejí, je známý gravitační zákon, resp. Zákon gravitace. Tento zákon formuloval Isaac Newton v roce 1684. Podle toho, co studoval Newton, se přitažlivost gravitace mezi dvěma tělesy přímo rovná tomu, co je produktem jejich hmotností. Je však nepřímo úměrná druhé mocnině vzdálenosti mezi nimi.
Tento zákon, který se nazývá univerzální gravitační zákon, to je zákon klasické fyziky. Dalo by se říci, že je zásadní i ve vědě, protože popisuje gravitační interakci mezi různými tělesy a hmotou. Ten, kdo formuloval tento zákon, byl Isaac Newton a publikoval jej prostřednictvím své knihy nazvané Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, z roku 1687. V této knize je poprvé stanoven kvantitativní vztah síly, kterou jsou přitahovány dva hmotné předměty.
Toto vysvětlení ukazuje, že vztah je empiricky odvozen prostřednictvím pozorování. Tímto způsobem Newton dospěl k závěru, že síla, s níž dvě tělesa s nestejnou hmotností se navzájem přitahují, závisí pouze na hodnotě jejich hmotností a druhé mocnině vzdálenosti, která je odděluje.
Druhý Newtonův zákon
Newtonovi se také podařilo určit chování mezi velkými vzdálenostmi oddělení mezi těly. V tomto smyslu bylo pozorováno, že síla těchto hmot působí velmi přibližným způsobem. Je to, jako by se celá hmota každého z těles soustředila výhradně do gravitační dřeně. Znamená to, že jako by tyto objekty byly pouze bodem. To umožňuje značně snížit složitost interakcí mezi složitými tělesy.
La Druhý Newtonův zákon, vysvětluje gravitační zrychlení. Podle toho se vysvětluje vliv zemské gravitační přitažlivosti. To znamená, že zrychlení podporované tělesem je úměrné síle, kterou na něj působí, je získáno, že zrychlení utrpěné tělesem v důsledku gravitační síly vyvíjené jiným. To znamená, že uvedené zrychlení je nezávislé na hmotnosti předmětu, závisí výhradně na hmotnosti tělesa, které silou působí, a jeho vzdálenosti.
Samozřejmě to odpovídá tomu, že obě hmoty jsou spojeny a konstanta úměrnosti. Z čehož vyplývá, že právě hmotnost uvedeného předmětu může být zavedena do zákona univerzální gravitace, v jeho nejjednodušší podobě a pouze pro jednoduchost. Z tohoto důvodu je nutné, aby tato studie měla dvě tělesa různé hmotnosti.
Příklad mezi dvěma hmotami s různými hmotnostmi je Měsíc a umělá družice. To samozřejmě platí jen do té doby, dokud má družice hmotnost pár kilogramů. V tomto případě jsou ve stejné vzdálenosti od Země, zrychlení, které tím vzniká na obou, je naprosto stejné. Protože toto zrychlení má stejný směr jako síla síly, tedy ve směru, který spojuje obě tělesa.
Jak tento zákon funguje?
Co produkuje efekt gravitačního zrychlení je, že pokud na obě tělesa nepůsobí žádná jiná vnější síla, budou se vzájemně pohybovat po drahách. Podle tohoto chování je pohyb planet dokonale popsán. Nebo konkrétně systém mezi Zemí a Měsícem.
Tímto zákonem se také zabývá volně padající těla, přibližující se k jednomu tělesu k druhému, jako se to děje u jakéhokoli předmětu, který vypustíme do vzduchu a který nevyhnutelně padá k zemi, ve směru do středu Země. Díky tomuto zákonu lze určit gravitační zrychlení, a tak vyrobit jakékoli těleso umístěné v dané vzdálenosti. Příkladem toho je dedukce, že gravitační zrychlení, které najdeme na zemském povrchu, je způsobeno hmotností Země.
To znamená, že zrychlení padajícího předmětu je prakticky stejné v prostoru, ve vzdálenosti, kde se předmět nachází. Mezinárodní vesmírná stanice. Což znamená, že je to 95 % gravitace, kterou máme na povrchu, rozdíl je pouze 5 %. Je důležité si uvědomit, že skutečnost, že astronauti necítí gravitaci, není způsobena tím, že by tam byla gravitace nulová. Spíše je to kvůli jeho stavu beztíže nebo neustálého volného pádu.
Navíc, gravitace vyvíjená jednou osobou na druhou, vzdálenou jeden metr, pro osobu vážící asi 100 kg, je skutečnost, pro kterou necítíme gravitaci vyvíjenou malými masivními tělesy, jako jsme my.
Omezení Newtonových zákonů
Pravdou je, že zákon univerzální gravitace je dostatečně blízko, aby popsal chování planety kolem Slunce, a dokonce vysvětluje stejný pohyb umělé družice, která je relativně blízko Země. V devatenáctém století bylo možné některé pozorovat malé problémy že se to nedalo vyřešit.
Tyto nevýhody byly podobné jako u drah Uranu, které by mohly být vyřešeny po objevu Neptunu. Zejména to byla dráha planety Merkur, která místo toho, aby byla uzavřenou elipsou, jak předpovídá Newtonova teorie. Je to a elipsa, která se na každé oběžné dráze otáčí, tímto způsobem se nepatrně posouvá nejbližší bod ke Slunci, zvaný perihelium. Přesně 43 obloukových sekund za století v pohybu známém jako precese.
V tomto bodě, stejně jako v případě Uranu, byla také předpokládána existence planety více uvnitř Slunce. Tato planeta se nazývala Vulcan, což by také nebylo pozorováno, protože byla tak blízko Slunce a byla skryta jeho lesk. Ale pravdou je, že tato planeta neexistuje. Tak jako tak jeho existence byla neuskutečnitelná. To znamená, že tento problém nemohl být vyřešen, dokud nepřišel Einsteinovy obecné teorie relativity.
Odhlédneme-li od této nepříjemnosti, aktuálně množství pozorovací odchylky Existuje několik existujících, které nelze v rámci newtonovské teorie vysvětlit: Jedním z nich je již zmíněná dráha planety Merkur, která není uzavřenou elipsou, jak předpovídá Newtonova teorie. V takovém případě by se nejednalo o zákon, ale o neúspěšnou teorii, protože jde o kvazi-elipsu, která rotuje sekulárně. To vytváří problém předstihu perihelia, který byl poprvé vysvětlen pouze formulací obecné teorie relativity.
Dopplerův jev
Je nutné vědět, kromě výše uvedených zákonů, co je to Dopplerův jev, protože se zabývá změnou vlnové délky světla. Efekt je pojmenován po rakouském fyzikovi Christianu Andreasi Dopplerovi. Vysvětluje v něm, jaká je zdánlivá změna frekvence vlny produkované relativním pohybem zdroje vzhledem k jeho pozorovateli. Co navíc vysvětluje tento efekt, je elektromagnetické záření a zvuk těles podle jejich pohybu.
Příkladem Dopplerova jevu je zvuk motoru automobilu zblízka. Vzhledem k tomu, že je daleko, je slyšet méně hlasitě než blízko. Stejným způsobem se to stane od okamžiku, kdy se hvězda nebo celá galaxie vzdálí, a to proto, že její spektrum je posunuto směrem k modré, ale když se vzdaluje, je posunuto směrem k červené. I dnes jsou galaxie v zaměřovači rudé posunuté, což znamená, že vzdalují se od země.
Příklady Dopplerova jevu se vyskytují každý den, kdy rychlost pohybu objektu, který vysílá vlny, je srovnatelná s rychlost šíření těch vln. Jako příklad uvádíme rychlost sanitky (50 km/h), i když se může zdát nepodstatná ve srovnání s rychlostí zvuku na hladině moře (asi 1235 km/h).
Jedná se však asi o 4 %. Rychlost zvuku, je tento zlomek dostatečně velký na to, aby vyvolal jasné vyhodnocení změny zvuku sirény z vyšší tónové výšky na nižší, právě když vozidlo projíždí kolem pozorovatele.
viditelné spektrum
El viditelné spektrum elektromagnetického záření, vysvětluje, že pokud se objekt vzdálí, jeho světlo se přesune do delších vlnových délek. To vytváří červený posuv. Také, pokud se objekt přiblíží, jeho světlo má kratší vlnovou délku, takže je modré posunuto. Odchylka, kterou vytváří směrem k červené nebo modré, je nevýznamná i pro vysoké rychlosti, jako jsou rychlosti mezi hvězdami nebo mezi galaxiemi.
Na druhou stranu, pokud jde o viditelnost pro lidské oko, nemůže zachytit spektrum, může je měřit pouze nepřímo pomocí přesných přístrojů, jako jsou spektrometry. Pokud by se emitující objekt pohyboval významným zlomkem rychlosti světla, mohla by být změna vlnové délky přímo znatelná. Dopplerův jev je v astronomii velmi užitečný a projevuje se tzv. červeným posunem nebo modrým posunem.
Tento efekt používají astronomové k měření rychlosti, kterou se hvězdy a galaxie pohybují směrem k Zemi nebo od ní. Jde o radiální rychlosti Dopplerova jevu. Jde o a fyzikální jev který se používá hlavně k detekci dvojhvězd, k měření rychlosti rotace hvězd a galaxií. I když se používá i k detekci exoplanet blízko Země nebo družic vypouštěných do vesmíru.
Nejdůležitější je poznamenat, že rudý posuv se také používá k měření rozpínání prostoru. V tomto případě se opravdu nejedná o Dopplerův jev. světlo v astronomii záleží na poznání, že spektra hvězd nejsou homogenní. Podle studií jsou zobrazeny dobře definované absorpční čáry frekvencí, které jsou v souladu s energiemi potřebnými k excitaci elektronů různých prvků z jedné úrovně na druhou.
absorpční linie
Dopplerův jev je rozpoznán jako skutečnost, že známé vzory absorpčních čar se nezdají vždy souhlasit s frekvencemi, které jsou získány ze spektra principu stacionárního světla. K tomu dochází, protože modré světlo má vyšší frekvenci než červené světlo, spektrální čáry blížícího se astronomického zdroje světla jsou modré a spektrální čáry ustupujícího jsou modré. červený posun.
Dopplerův radar
Vše výše uvedené vysvětluje to, že některé typy radar využívá Dopplerův jev. Dělají to se záměrem měřit rychlost objektů, které byly detekovány. Skupina radarů je odpálena na pohybující se cíl. Jako příklad lze uvést automobil, například policejní použití radaru ke zjišťování rychlosti vozidel.
Podle toho, jak se přibližujete nebo vzdalujete od radarového zdroje, můžete určit rychlost objektu. Každá následná vlna, kterou má radar, musí cestovat dále, aby dosáhla auta, než se odrazí a znovu detekuje poblíž zdroje. Analogicky je asimilován do každé vlny, protože se musí posunout dále. Vzdálenost mezi každou vlnou se zvětšuje a to je to, co způsobuje zvýšení vlnové délky.
V některých případech se tento radarový paprsek používá s automobilem v pohybu a pokud se přiblíží k pozorovanému vozidlu, pak každá následná vlna urazí kratší vzdálenost, což způsobí snížení vlnová délka. V každé situaci umožňují výpočty Dopplerova jevu přesně určit rychlost vozidla pozorovaného radarem. Kromě toho je přibližovací mechanismus vyvinutý během druhé světové války založen na Dopplerově radaru.
To za účelem odpálení výbušnin ve správný čas na základě jejich výšky nad zemí nebo jejich vzdálenosti od cíle. Podle Dopplerova posunu je ovlivněna vlna dopadající na cíl. Tímto způsobem se vlna odráží zpět k radaru, změna frekvence pozorovaná a pohyblivý radar S ohledem na cíl, který se také pohybuje, je to funkce jeho relativní rychlosti a je dvojnásobná oproti rychlosti, která by byla zaznamenána přímo mezi vysílačem a přijímačem.
reverzní Dopplerův jev
I dnes a od roku 1968 vědci zkoumali pravděpodobnost, že existuje a reverzní Dopplerův jev. Jedním z vědců v tomto výzkumu byl rusko-ukrajinský fyzik Victor Veselago. Experiment, o kterém se tvrdilo, že tento účinek odhalil, provedli Nigel Seddon a Trevor Bearpark v roce 2003 v Bristolu ve Velké Británii.
V tomto ohledu vědci z různých univerzit uvedli, že tento efekt lze pozorovat také na optických frekvencích. Mezi univerzity vyzdvihnuté v tomto výzkumu byly Swinburne University of Technology a University of Shanghai for Science and Technology. To, že takové objevy byly možné, díky generaci a fotonický krystal.
Právě na to sklo promítli a laserový paprsek. To způsobilo, že se krystal choval jako superprisma, takže bylo možné pozorovat obrácený Dopplerův jev.
V některých případech lze zákon zaměnit s teorií, ale pravdou je, že teorie jsou skupinou organizovaných myšlenek, které vysvětlují možný jev. Ty jsou odvozeny z pozorování, zkušeností nebo logického uvažování. Vysvětluje však možnosti, nikoli fakta nebo chování.
Vesmírné zákony jsou víc, než si myslíme, ve skutečnosti jsou to některé, které ovlivnily běh dějin vědy. První věc, kterou je třeba pochopit, je, že zákony vesmíru, na rozdíl od zákonných nebo těch, které vnucuje člověk, jsou chování, jimiž se chování univerza. To znamená, že jsou to normy, které vysvětlují pohyby univerzálního celku.