普遍的な生活では、人間の生活だけでなく、宇宙はその偉大な機能を説明する特定の行動によって支配されています。 宇宙の法則。 このように、私たちの環境も完全に整頓されています。なぜなら、法的な場合には、周りで起こっていることや何をすべきかについての態度を説明するいくつかの法律や規範を人間が常に詳しく説明する必要があるからです。
一方、 天文学 創造された法則は人間の創造物ではありませんでした。 そのような法則は、私たちの宇宙の適切な機能や振る舞いを説明する定数です。 実際、宇宙の法則に基づいて、宇宙全体の研究を引き起こすことが可能です。 これには、とりわけ、星、惑星、隕石、彗星の動きが含まれます。
これに加えて、 宇宙現象。 この点に関しては、これまで人間はその本質を理解することができませんでした。 その理由は、それらが謎の一部であるためですが、これらの異常は、宇宙での動きを与える独自の法則に基づいて作用する可能性があります。 この例は、ダークエネルギーの場合です。 それが実際に何であるか、またはその加速された振る舞いの理由はまだ正確にはわかっていません。
の名前 ダークエネルギーは、エネルギーを視覚化できないために正確に発生し、この現象の暗闇によると、その振る舞いがわかっているため、普遍的なレベルでの広範な動きが生じます。 このため、偉大な学者によって発見されたいくつかの普遍的な法則を説明する必要があります。
ケプラーの法則
すでに述べたように、人間はそれらを課していません。むしろ、彼らは宇宙がそのすべての素晴らしさで行動するためにいくつかの法律によって支配されていることを発見しました。 このように、研究を通して、科学者は宇宙がその操作を通して基づいている法則を発見しました。 したがって、人間がすべてを知るのに役立つ情報を提供する 宇宙 またはそれはさらなる研究のためのコラボレーションとして機能します。
科学におけるこれらの偉大な学者と協力者のXNUMX人は、天文学の有名な科学者でした。 ヨハネス・ケプラー。 ケプラーは、私たちが現在ケプラーの法則と呼んでいるものを作成するような方法で、宇宙空間の星を研究しました。 それはXNUMXつではなく、太陽系の惑星の動きを指すものを扱うXNUMXつの法則です。 これらの法律はXNUMX世紀の初めに制定されました。 しかし、今日でもそれらは有効であり、宇宙の振る舞いに関する以前の研究の基礎として機能しています。
ケプラーは、動きを理解するために惑星データに基づいて彼の法則を作成しました。 これらのデータは、デンマークの天文学者によっても収集されました ティコ・ブラヘ彼はその助手でした。 このため、データは科学研究に残っています。 これらの調査から浮かび上がった提案は、惑星が円軌道で動いたという何世紀も前の主張を破りました。 これらは、ケプラーによって作成されたXNUMXつの法則です。
ケプラーの最初の法則
この法則で、ケプラーは 惑星は太陽の周りを回転します。 しかし、彼は、それらは円形ではなく、楕円形の軌道であり、太陽が楕円の焦点のXNUMXつを占めると付け加えています。 つまり、この法則の中心は、太陽の周りの軌道が楕円形であるという説明に基づいています。
その後、ティコ・ブラーエは、ケプラーが 惑星の軌道 曲線で表すことができます。 しかし、試行錯誤の結果、楕円は太陽の周りの惑星の軌道を正確に表すことができることを発見しました。主に、楕円は、所有するXNUMXつの軸の長さによって定義されます。
対策については、円と比較して、幅方向に測定すると上下で同じ直径であると言えます。 しかし一方で、楕円は さまざまな長さの直径、円のようにすべての辺が同じ大きさの形をしていないので、常にこのようにする必要があります。 実際、最長の軸は長軸と呼ばれ、最短の軸は短軸と呼ばれます。
その距離に応じて次のことが知られているので、このすべての説明が明らかになります 惑星は楕円で動きます、実際には軌道はほぼ円形ですが。 惑星に加えて、彗星はまた、高度に楕円軌道を持つことができる私たちの太陽系のオブジェクトの良い例です。
ケプラーが惑星が楕円の形で太陽の周りを移動することをなんとか決定したとき、それは彼が別の興味深い事実を発見した瞬間でした。 ケプラーは、惑星の速度が変化するという事実を証明しました。 太陽を一周する.
ケプラーの第二法則
この法則は、以前の発見に継続性を与えるものです。 これは、これがケプラーが説明する場所であることを意味します 惑星の速度。 これに加えて、彼は、太陽と惑星を結合するセグメントによって掃引される領域も、それらを記述するために使用される時間に比例すると述べているのは、この特定の時点です。 このようにして、惑星の速度が測定され、その結果、惑星が太陽に近づくほど、惑星の動きが速くなります。
このXNUMX番目の法則は、試行錯誤によってKeplerによって発見されました。 この探検は、ケプラーがそれに気づいたときに生まれました 惑星と太陽を結ぶ線同じ期間に同じエリアをカバーします。 これに続いて、ケプラーは、惑星がそれらの軌道で太陽に近いとき、それらが遠くにあるときよりも速く動くことを発見しました。 この作業により、ケプラーは惑星の距離に関する重要な発見を得ることができました。
ケプラーの法則
すでにこの第XNUMX法則では、速度を説明するだけではありません。 この側面では、それは何よりも説明されています 距離。 距離に応じた惑星の振る舞い。 このため、この第XNUMX法則で、ケプラーは、太陽の周りを回転する惑星の恒星時の回転周期のXNUMX乗は、楕円軌道の半主軸の立方体に比例することを強調しています。
この法則によれば、太陽から最も遠い惑星は、最も近い惑星よりも低速で周回している惑星であると推測することができます。 このように、革命の期間は、 太陽までの距離に依存します。 この結果は、次の数式によって得られました：P2=a3。 この公式は、太陽から遠い惑星は、太陽に近い惑星とは異なり、太陽の周りを回るのに最も時間がかかる惑星であることを説明しています。
アイザックニュートンの法則
科学レベルの既存の法律から、天文学者、物理学者、 アイザックニュートン数学者、彼の仕事で超越的な役割を果たしました。 ニュートンがしたことは、月の軌道経路と、科学研究のために宇宙に打ち上げられた各人工衛星の軌道経路を暗示することでした。
宇宙とその中にある体の振る舞いを説明する法則のXNUMXつは、よく知られている重力の法則です。 重力の法則。 この法則は、1684年にアイザックニュートンによって策定されました。ニュートンによって研究されたものによると、XNUMXつの物体間の重力の引力は、それらの質量の積に直接等しくなります。 ただし、それらの間の距離のXNUMX乗に反比例します。
と呼ばれるこの法則 万有引力の法則、それは古典物理学の法則です。 質量のある異なる物体間の重力相互作用を説明しているので、科学の基礎でもあると言えます。 この法律を制定したのはアイザックニュートンであり、彼の著書「自然哲学の数学的性質」を通じてそれを発表しました。 Principia Mathematica、1687年から。この本は、質量を持つXNUMXつの物体が引き付けられる力の量的関係が初めて確立された場所です。
この説明が示しているのは、この関係は観察によって経験的に推測されているということです。 このように、ニュートンは、 質量が等しくないXNUMXつの物体が互いに引き合う、それらの質量の値とそれらを分離する距離のXNUMX乗にのみ依存します。
ニュートンの第二法則
ニュートンはまた、長距離の間の行動を決定することに成功しました 体の間の分離。 この意味で、これらの質量の力は非常に近似的に作用することが観察されました。 これは、各体の全体の質量が重力髄質にのみ集中しているようです。 これは、これらのオブジェクトが単なるポイントであるかのようであることを意味します。 これにより、複雑なボディ間の相互作用の複雑さを大幅に軽減することができます。
La ニュートンの第XNUMX法則、重力による加速度について説明します。 これによると、地球の引力の効果が説明されています。 これは、物体によって支えられている加速度が、物体に加えられている力に比例していることを示しており、他の物体によって加えられている重力によって物体が受けている加速度が得られます。 これは、上記の加速度が物体が提示する質量とは無関係であり、力を及ぼす物体の質量とその距離にのみ依存することを意味します。
もちろん、それはによって関連付けられている両方の質量に準拠しています 比例定数。 これは、まさにその物体の質量が万有引力の法則に、その最も単純な形で、そして単純化のためだけに導入できることを意味します。 このため、この研究では、質量の異なるXNUMXつの物体を使用する必要があります。
質量が異なるXNUMXつの質量間の例は次のとおりです。 月と人工衛星。 もちろん、これは衛星の質量が数キログラムである場合にのみ適用されます。 この場合、それらは地球から同じ距離にあり、これが両方で生成する加速度はまったく同じです。 この加速度は力の方向と同じ方向、つまり両方の物体を結合する方向であるためです。
この法律はどのように機能しますか？
何が 重力加速度効果 つまり、両方の物体に他の外力が加えられていない場合、それらは互いに軌道を移動します。 この振る舞いによれば、惑星の動きは完全に描写されています。 または具体的には、地球と月の間のシステム。
この法律も取り扱われます 自由落下する物体、私たちが空中に放出し、必然的に地球の中心の方向に地面に向かって落下するオブジェクトで起こるように、一方の体をもう一方の体に近づけます。 この法則のおかげで、重力加速度を決定できるため、特定の距離にある任意の物体を生成できます。 この一例は、地球の表面で見られる重力による加速度が地球の質量によるものであるという推論です。
これは、落下する物体が受ける加速度が、物体が存在する距離で、空間内で実質的に同じであることを意味します。 国際宇宙ステーション。 これは、私たちが表面に持っている重力の95％であり、わずか5％の違いであることを意味します。 宇宙飛行士が重力を感じないのは、重力がゼロだからではないことを覚えておくことが重要です。 むしろ、それは無重力状態または継続的な自由落下のためです。
また、 重力 体重約100kgの人がXNUMXメートル離れた場所にいる人が別の人に及ぼす力は、私たちのような小さな巨大な物体が及ぼす重力を感じない事実です。
ニュートンの法則の制限
真実は、万有引力の法則は、太陽の周りの惑星の振る舞いを説明するのに十分に近いということです。そして、それは、地球に比較的近い人工衛星の同じ動きを説明することさえあります。 XNUMX世紀にはいくつかを観察することが可能でした 小さな問題 それは解決できませんでした。
これらの欠点は、海王星の発見後に解決できた天王星の軌道の欠点と似ていました。 特に、ニュートンの理論によって予測されたように、閉じた楕円ではなく、水星の軌道でした。 それは 各軌道で回転している楕円、このようにして、近日点と呼ばれる太陽に最も近い点がわずかに移動します。 歳差運動として知られる運動で、43世紀あたり正確にXNUMX秒の弧。
この時点で、天王星の場合と同様に、太陽のより内側にある惑星の存在も仮定されていました。この惑星はバルカンと呼ばれていましたが、太陽に非常に近く、によって隠されていたため、観測されなかったでしょう。その輝き。 しかし、真実は、この惑星は存在しないということです。 ともかく その存在は実行不可能でした。 これは、アインシュタインの一般相対性理論が登場するまで、この問題を解決できなかったことを意味します。
この不便さは別として、現在の量 観測偏差 ニュートン理論では説明できない既存の軌道がいくつかあります。そのうちのXNUMXつは、すでに述べた水星の軌道です。これは、ニュートン理論で予測された閉じた楕円ではありません。 そのような場合、それは法則ではなく、世俗的に回転する準楕円であるため、失敗した理論になります。 これは、一般相対性理論の定式化によってのみ最初に説明された近日点前進問題を生み出します。
ドップラー効果
前述の法律に加えて、何であるかを知る必要があります ドップラー効果、それは光の波長の変化を扱うので。 この効果は、オーストリアの物理学者クリスチャンアンドレアスドップラーにちなんで名付けられました。 その中で、彼は、観測者に対する波源の相対的な動きによって生成される波の見かけの周波数変化が何であるかを説明しています。 さらに、この効果を説明するのは、体の動きに応じた電磁放射と体の音です。
ドップラー効果の例は、車のエンジンを間近で鳴らす音です。 遠くにいるので、近くにいるよりも大きな音は聞こえません。 同様に、星や銀河全体が遠ざかる瞬間から起こり、そのスペクトルが青にシフトするために起こりますが、遠ざかると赤にシフトします。 今日でも、十字線の銀河は赤方偏移しています。つまり、 彼らは地球から離れて移動します.
ドップラー効果の例は、波を放出するオブジェクトが移動する速度が velocidaddepropagación それらの波の。 例として、救急車の速度（50 km / h）がありますが、海面での音速（約1235 km / h）と比較すると、取るに足らないように見えるかもしれません。
ただし、それは約4％です 音の速さ、この割合は、車両が観測者のそばを通過するときの、高音から低音へのサイレンの音の変化の明確な評価を促すのに十分な大きさです。
可視スペクトル
El 電磁放射の可視スペクトルは、オブジェクトが離れると、その光がより長い波長に移動することを説明しています。 これにより、赤方偏移が発生します。 また、物体が近づくと、その光の波長が短くなるため、赤方偏移します。 赤や青への偏差は、星間や銀河間の速度などの高速の場合でも重要ではありません。
一方、 人間の目への可視性、スペクトルをキャプチャすることはできません。分光計などの精密機器を使用して間接的にしか測定できません。 放出する物体が光速のかなりの部分で動いている場合、波長の変化は直接認識できる可能性があります。 ドップラー効果は天文学で非常に有用であり、いわゆる赤方偏移または青方偏移で現れます。
この効果は、天文学者が星や銀河が地球に近づいたり遠ざかったりする速度を測定するために使用されます。 これは、ドップラー効果の視線速度についてです。 それは約 物理現象 これは主に連星を検出し、星や銀河の回転速度を測定するために使用されます。 地球に近い太陽系外惑星や宇宙に打ち上げられた衛星の検出にも使用されますが。
注意すべき最も重要なことは、赤方偏移は空間の膨張を測定するためにも使用されるということです。 この場合、それは実際にはドップラー効果ではありません。 天文学の光 それは、星のスペクトルが均一ではないという知識に依存しています。 研究によると、あるレベルから別のレベルにさまざまな元素の電子を励起するために必要なエネルギーに対応する、明確に定義された周波数の吸収線が示されています。
吸収線
ドップラー効果は、吸収線の既知のパターンが、定常光の原理のスペクトルから得られる周波数と常に一致するとは限らないという事実として認識されています。 これは、青色光の周波数が赤色光よりも高く、接近する天文光源のスペクトル線がブルーシフトされ、後退する光源のスペクトル線がブルーシフトされるために発生します。 赤方偏移.
ドップラーレーダー
上記のすべてを説明するのは、いくつかのタイプの レーダーはドップラー効果を使用します。 彼らは、検出された物体の速度を測定することを目的としてこれを行います。 レーダーのグループは、移動するターゲットに向けて発射されます。 警察が車の速度を検出するためにレーダーを使用する場合のように、車の例を挙げられます。
これによると、レーダーソースに近づいたり遠ざかったりすると、次のことが可能になります。 オブジェクトの速度を決定します。 レーダーが持つ連続する各波は、反射されてソースの近くで再び検出される前に、車に到達するためにさらに移動する必要があります。 同様に、それはさらに移動する必要があるため、各波に同化されます。 各波の間の距離が増加し、これが波長の増加を生み出すものです。
場合によっては、このレーダービームは走行中の車で使用され、観測された車に近づくと、連続する各波の移動距離が短くなり、 波長。 どのような状況でも、ドップラー効果の計算により、レーダーによって観測された車両の速度を正確に決定できます。 これに加えて、第二次世界大戦中に開発された近接メカニズムは、ドップラーレーダーに基づいています。
これは、地上からの高さ、またはターゲットからの距離に基づいて、適切なタイミングで爆発物を爆発させるためです。 ドップラーシフトによると、ターゲットに入射する波が影響を受けます。 このようにして、波はレーダーに反射して戻り、周波数の変化は 移動レーダー 同じく移動しているターゲットに関して、それはその相対速度の関数であり、エミッターとレシーバーの間で直接記録されるもののXNUMX倍です。
逆ドップラー効果
今日でも1968年以来、科学者たちは 逆ドップラー効果。 この研究で取り上げられた科学者の2003人は、ロシアとウクライナの物理学者、ヴィクトル・ヴェセラゴでした。 この効果を検出したと主張する実験は、XNUMX年に英国のブリストルでNigelSeddonとTrevorBearparkによって実施されました。
これに関して、さまざまな大学の学者は、この効果は光周波数でも観察できると述べました。 この研究で強調された大学の中には、スインバン工科大学と上海科学技術大学がありました。 の生成のおかげで、そのような発見が可能になる フォトニック結晶.
彼らが投影したのはそのガラスの上でした レーザービーム。 これが水晶をスーパープリズムのように振る舞わせたものであり、このようにして逆ドップラー効果を観察することができました。
法と理論を混同する場合もありますが、真実は、理論は、理論を説明する組織化されたアイデアのグループであるということです。 考えられる現象。 これらは、観察、経験、または論理的推論から推測されます。 ただし、それは可能性を説明するものであり、事実や行動を説明するものではありません。
宇宙の法則は私たちが思っている以上のものであり、実際、これらは科学の歴史の流れに影響を与えたものです。 最初に理解すべきことは、宇宙の法則は、合法的な法則や人間によって課された法則とは異なり、 ユニバーサルの振る舞い。 つまり、それらは普遍的な全体の動きを説明する規範です。