I universelt liv, ikke bare for mennesker, styres universet av visse atferd som er det som forklarer dets store funksjon, derav Universets lover. På denne måten holdes også miljøet vårt i full orden, siden det alltid er nødvendig for mennesket å utarbeide noen få lover eller normer som forklarer holdningene til det som skjer rundt omkring eller hva som bør gjøres, i rettssaken.
På den annen side, i astronomi de skapte lovene har ikke vært en skapelse av mennesket. Slike lover er konstanter som forklarer den riktige funksjonen eller oppførselen til universet vårt. Faktisk, basert på universets lover, er det mulig å gi opphav til studier av helheten i rommet. Dette inkluderer blant annet bevegelse av stjerner, planeter, meteoritter, kometer.
I tillegg til dette er det også Universfenomener. Når det gjelder dette aspektet, har mennesket til nå ikke vært i stand til å forstå dets virkelige natur. Grunnen til dette er at de er en del av et mysterium, men det er mulig at disse anomaliene virker basert på sine egne lover, som gir bevegelse i rommet. Et eksempel på dette er tilfellet med mørk energi. Det er ennå ikke kjent nøyaktig hva det egentlig er eller årsaken til dens akselererte oppførsel.
Navnet på mørk energi, oppstår nettopp fordi energien ikke kan visualiseres og i henhold til mørket til dette fenomenet er at oppførselen er kjent, noe som resulterer i en ekspansiv bevegelse på et universelt nivå. Av denne grunn er det nødvendig å forklare noen universelle lover som har blitt oppdaget av store lærde.
Keplers lover
Som nevnt har ingen mennesker pålagt dem, snarere har de oppdaget at universet er styrt av noen lover for å kunne handle i all sin prakt. Gjennom studier har forskere derfor oppdaget lovene som universet har vært basert på gjennom hele driften. Dermed gi informasjon som hjelper mennesket å vite alt Kosmos eller som fungerer som et samarbeid for videre studier.
En av disse store forskerne og samarbeidspartnerne innen vitenskap var den berømte vitenskapsmannen innen astronomi, Johannes Kepler. Kepler studerte stjernene i det universelle rommet på en slik måte at han skapte det vi nå kaller Keplers lover. Det er ikke én, men tre lover som omhandler det som refererer til bevegelsen til planetene i solsystemet. Disse lovene ble utformet på begynnelsen av XNUMX-tallet. Imidlertid forblir de i dag gyldige og fungerer som grunnlag for tidligere studier av universets oppførsel.
Kepler baserte lovene sine på planetdata for å forstå bevegelsene. Disse dataene ble også samlet inn av den danske astronomen Tycho Brahehvis assistent han var. Av denne grunn forblir dataene i vitenskapelig forskning. Forslagene som dukket opp fra disse undersøkelsene brøt med den flere hundre år gamle påstanden om at planetene beveget seg i sirkulære baner. Dette er de tre lovene utarbeidet av Kepler:
Keplers første lov
I denne loven forklarte Kepler at banene i Planeter kretser rundt solen. Han legger imidlertid til at i stedet for å være sirkulære, er de baner som er elliptiske og hvor solen opptar en av ellipsens brennpunkter. Det vil si at sentrum av denne loven er basert på å forklare at banene rundt solen er elliptiske.
Senere gjorde Tycho Brahe observasjoner der Kepler tok avgjørelsen om å avgjøre om banene til planetene kan beskrives med en kurve. Men ved prøving og feiling klarte han å oppdage at en ellipse nøyaktig kunne beskrive banen til en planet rundt Solen. I hovedsak er ellipser definert av lengden på de to aksene de har.
Når det gjelder målet, kan man sammenligne med en sirkel si at den har samme diameter opp og ned, hvis den måles i bredden. Men på den annen side har en ellipse diametre av forskjellige lengder, det må alltid være slik siden det ikke har en form der alle sidene har samme mål, som det skjer med sirkelen. Faktisk kalles den lengste aksen hovedaksen, og den korteste kalles mindreaksen.
All denne forklaringen kommer til syne siden det i henhold til den avstanden er kjent at planetene beveger seg i ellipser, selv om banene i virkeligheten er nesten sirkulære. I tillegg til planeter er kometer også et godt eksempel på objekter i vårt solsystem som kan ha svært elliptiske baner.
Da Kepler klarte å fastslå at planetene beveger seg rundt solen i form av ellipser, var det øyeblikket han oppdaget et annet interessant faktum. Kepler beviste det faktum at hastighetene til planeter varierer, som sirkel rundt solen.
Keplers andre lov
Denne loven er det som gir kontinuitet til den forrige oppdagelsen. Dette innebærer at det er her Kepler forklarer om planetenes hastighet. I tillegg til dette, er det på dette spesifikke punktet han uttaler at områdene som sveipes av segmentet som forbinder solen med planeten også er proporsjonale med tidene som brukes til å beskrive dem. På denne måten måles hastigheten til planetene, med den konsekvens at jo nærmere planeten er Sola, jo raskere beveger den seg.
Denne andre loven ble oppdaget av Kepler ved prøving og feiling. Denne utforskningen ble født da Kepler la merke til det linjen som forbinder planetene og solendekker samme område i samme tidsrom. Etter dette fant Kepler at når planetene er nær Solen i sin bane, beveger de seg raskere enn når de er lenger unna. Dette arbeidet førte til at Kepler oppnådde en viktig oppdagelse om avstandene til planeter.
Keplers tredje lov
Allerede i denne tredje loven, forklarer ikke bare hastigheten. I dette aspektet er det forklart fremfor alt om avstand. Atferden til planetene, i henhold til deres avstand. Av denne grunn understreker Kepler i denne tredje loven at kvadratene til de sideriske revolusjonsperiodene til planetene som kretser rundt Solen er proporsjonale med kubene til de semi-hovedaksene til deres elliptiske baner.
I følge denne loven er det mulig å slutte at planetene lengst fra Solen er de som går i bane med lavere hastighet enn de nærmeste. På denne måten følger det at revolusjonsperioden, avhenger av avstanden til solen. Resultatet av dette ble oppnådd gjennom følgende matematiske formel: P2 = a3. Denne formelen forklarer at planetene langt fra solen er de som bruker lengst tid på å gå rundt den, i motsetning til de som er nær solen.
Isaac Newtons lover
Fra de eksisterende lovene på vitenskapelig nivå, astronomen, fysikeren og Isaac Newton matematiker, spilte en transcendental rolle i arbeidet hans. Det Newton gjorde var å antyde banen til månen og hver av de kunstige satellittene som har blitt skutt ut i verdensrommet for vitenskapelig forskning.
En av lovene som forklarer oppførselen til universet og til kroppene som er i det, er den velkjente gravitasjonsloven eller tyngdeloven. Denne loven ble formulert av Isaac Newton i 1684. Ifølge det som ble studert av Newton, er tyngdekraftens tiltrekning mellom to kropper direkte lik det som er produktet av massene deres. Imidlertid er den omvendt proporsjonal med kvadratet på avstanden mellom dem.
Denne loven som heter universell gravitasjonslov, det er en lov i klassisk fysikk. Det kan sies at det også er grunnleggende i vitenskapen, siden det beskriver gravitasjonsinteraksjonen mellom ulike legemer med masse. Den som formulerte denne loven var Isaac Newton og publiserte den gjennom sin bok kalt Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, fra år 1687. Denne boken er hvor det for første gang etableres en kvantitativ sammenheng mellom kraften som to gjenstander med masse tiltrekkes med.
Det denne forklaringen viser er at forholdet er empirisk utledet gjennom observasjon. På denne måten konkluderte Newton at kraften som to kropper med ulik masse tiltrekker hverandre, avhenger bare av verdien av massene deres og kvadratet på avstanden som skiller dem.
Newtons andre lov
Newton klarte også å bestemme oppførselen mellom store avstander av separasjon mellom kropper. I denne forstand ble det observert at kraften til disse massene virker på en svært omtrentlig måte. Dette er som om all massen til hver av kroppene utelukkende var konsentrert i gravitasjonsmargen. Det betyr at det er som om disse objektene bare var et punkt. Det er dette som gjør det mulig å redusere kompleksiteten i samspillet mellom komplekse kropper betraktelig.
La Newtons andre lov, forklarer akselerasjonen på grunn av tyngdekraften. I følge dette forklares effekten av den terrestriske gravitasjonsattraksjonen. Dette indikerer at akselerasjonen som støttes av et legeme er proporsjonal med kraften som utøves på det, det oppnås at akselerasjonen påført av et legeme på grunn av tyngdekraften som utøves av en annen. Det betyr at nevnte akselerasjon er uavhengig av massen som objektet presenterer, den avhenger utelukkende av massen til kroppen som utøver kraften og dens avstand.
Selvfølgelig samsvarer det med at begge massene er knyttet til en proporsjonalitetskonstant. Noe som innebærer at nettopp massen til nevnte objekt kan introduseres i loven om universell gravitasjon, i sin enkleste form og bare for enkelhets skyld. Av denne grunn er det nødvendig for denne studien å ha hatt to kropper med ulik masse.
Et eksempel mellom to masser med forskjellige masser er månen og en kunstig satellitt. Dette gjelder selvsagt bare så lenge satellitten har en masse på noen få kilo. I dette tilfellet er de i samme avstand fra jorden, akselerasjonen som dette produserer på begge er nøyaktig den samme. Siden denne akselerasjonen har samme retning som kraften, det vil si i retningen som forbinder begge legemer.
Hvordan fungerer denne loven?
Hva produserer gravitasjonsakselerasjonseffekt er at hvis ingen annen ytre kraft utøves på begge legemer, vil de bevege seg i baner med hverandre. I henhold til denne oppførselen er planetbevegelsen perfekt beskrevet. Eller spesifikt systemet mellom jorden og månen.
Denne loven er også behandlet fritt fallende kropper, nærmer seg den ene kroppen mot den andre, slik det skjer med ethvert objekt som vi slipper ut i luften og som uunngåelig faller mot bakken, i retning av jordens sentrum. Takket være denne loven kan tyngdeakselerasjonen bestemmes, og dermed produsere ethvert legeme som befinner seg i en gitt avstand. Et eksempel på dette er konklusjonen om at akselerasjonen på grunn av tyngdekraften som vi finner på jordoverflaten skyldes jordens masse.
Det betyr at akselerasjonen påført av en fallende gjenstand er praktisk talt den samme i rommet, i avstanden der gjenstanden er. Internasjonal romstasjon. Noe som tilsier at det er 95 % av tyngdekraften vi har på overflaten, kun en forskjell på 5 %. Det er viktig å huske at det at astronauter ikke føler tyngdekraften er ikke fordi tyngdekraften er null der. Snarere er det på grunn av dens tilstand av vektløshet eller kontinuerlig fritt fall.
På den annen side, gravitasjon utøves av en person på en annen, som ligger en meter unna, for en person som veier rundt 100 kg, er det et faktum at vi ikke føler tyngdekraften som utøves av små massive kropper som oss.
Begrensninger av Newtons lover
Sannheten er at loven om universell gravitasjon er nær nok til å beskrive oppførselen til en planet rundt solen. Og den forklarer til og med den samme bevegelsen til en kunstig satellitt som er relativt nær Jorden. På det nittende århundre var det mulig å observere noen små problemer som ikke kunne løses.
Disse ulempene lignet på banene til Uranus, som kunne løses etter oppdagelsen av Neptun. Spesielt var banen til planeten Merkur, som i stedet for å være en lukket ellipse, som forutsagt av Newtons teori. Det er en ellipse som roterer i hver bane, på denne måten beveger det nærmeste punktet til Solen, kalt perihelion, seg litt. Nøyaktig 43 buesekunder per århundre, i en bevegelse kjent som presesjon.
På dette tidspunktet, som i tilfellet med Uranus, ble det også postulert eksistensen av en planet mer internt i solen.Denne planeten ble kalt Vulcan, som heller ikke ville blitt observert fordi den var så nær solen og var skjult av dens glans. Men sannheten er at denne planeten ikke eksisterer. Uansett dens eksistens var umulig. Dette innebærer at dette problemet ikke kunne løses før Einsteins generelle relativitetsteori kom.
Bortsett fra denne ulempen, for øyeblikket mengden av observasjonsavvik Det er flere eksisterende som ikke kan forklares under den newtonske teorien: En av dem er den allerede nevnte banen til planeten Merkur, som ikke er en lukket ellipse som forutsagt av Newtons teori. I et slikt tilfelle ville det ikke vært en lov, men en feilslått teori, siden det er en kvasi-ellipse som roterer sekulært. Dette produserer perihelion-forskuddsproblemet som først ble forklart bare med formuleringen av den generelle relativitetsteorien.
Doppler effekten
Det er nødvendig å vite, i tillegg til de nevnte lovene, hva som er Doppler effekten, siden det omhandler en variasjon av lysets bølgelengde. Effekten er oppkalt etter den østerrikske fysikeren Christian Andreas Doppler. I den forklarer han hva som er den tilsynelatende frekvensendringen til en bølge produsert av den relative bevegelsen til kilden i forhold til observatøren. Det som i tillegg forklarer denne effekten er den elektromagnetiske strålingen og lyden av kroppene, i henhold til deres bevegelse.
Et eksempel på Doppler-effekten er lyden av en bilmotor på nært hold. Siden den er langt unna, høres den mindre høyt enn å være i nærheten. På samme måte skjer det fra det øyeblikket en stjerne eller en hel galakse beveger seg bort og det skjer fordi spekteret forskyves mot det blå, men når det beveger seg bort, forskyves det mot det røde. Selv i dag er galaksene i trådkorset rødforskjøvet, noe som betyr det de beveger seg bort fra jorden.
Eksempler på dopplereffekten forekommer hver dag hvor hastigheten som objektet som sender ut bølgene beveger seg med, er sammenlignbar med forplantningshastighet av disse bølgene. Som et eksempel har vi hastigheten til en ambulanse (50 km/t), selv om den kan virke ubetydelig sammenlignet med lydhastigheten ved havnivå (ca. 1235 km/t).
Det er imidlertid omtrent 4 % av Lydens hastighet, er denne fraksjonen stor nok til å gi en klar evaluering av endringen i lyden av sirenen fra høyere tonehøyde til lavere tonehøyde, akkurat når kjøretøyet passerer observatøren.
synlig spektrum
El synlig spektrum av elektromagnetisk stråling, forklarer at hvis objektet beveger seg bort, beveger lyset seg til lengre bølgelengder. Dette gir et rødt skifte. Dessuten, hvis objektet kommer nærmere, har lyset en kortere bølgelengde, og dermed blir det blåforskyvet. Avviket den produserer mot rødt eller blått er ubetydelig selv for høye hastigheter, for eksempel hastighetene det gjelder mellom stjerner eller mellom galakser.
På den annen side, når det gjelder synlighet for det menneskelige øyet, den kan ikke fange spekteret, den kan bare måle det indirekte ved hjelp av presisjonsinstrumenter som spektrometre. Hvis det emitterende objektet beveget seg med betydelige brøkdeler av lysets hastighet, kan variasjonen i bølgelengde være direkte merkbar. Dopplereffekten er svært nyttig i astronomi, og kommer til uttrykk i det såkalte røde skiftet eller blåskiftet.
Denne effekten brukes av astronomer til å måle hastigheten som stjerner og galakser beveger seg mot eller bort fra jorden med. Dette handler om de radielle hastighetene til Doppler-effekten. Det handler om en fysisk fenomen som hovedsakelig brukes til å oppdage binære stjerner, for å måle rotasjonshastigheten til stjerner og galakser. Selv om det også brukes til å oppdage eksoplaneter nær Jorden eller satellitter som sendes ut i verdensrommet.
Det viktigste å merke seg er at rødforskyvningen også brukes til å måle utvidelsen av rommet. I dette tilfellet er det egentlig ikke en Doppler-effekt. Bruken på lys i astronomi det avhenger av kunnskapen om at stjernespektrene ikke er homogene. I følge studier vises veldefinerte absorpsjonslinjer med frekvenser som er i samsvar med energiene som kreves for å eksitere elektronene til forskjellige elementer fra ett nivå til et annet.
absorpsjonslinjer
Doppler-effekten er anerkjent som det faktum at de kjente mønstrene til absorpsjonslinjer ikke alltid ser ut til å stemme overens med frekvensene som oppnås fra spekteret til et stasjonært lysprinsipp. Dette skjer fordi blått lys har en høyere frekvens enn rødt lys, spektrallinjene til en astronomisk lyskilde som nærmer seg blåforskyves, og de til en vikende lyskilde blåforskyves. rødt skifte.
Dopplerradar
Det som forklarer alt ovenfor er at noen typer radar bruker Doppler-effekten. De gjør dette med den hensikt å måle hastigheten til gjenstander som har blitt oppdaget. En gruppe radarer skytes mot et bevegelig mål. Et eksempel kan nevnes en bil, som ved politiets bruk av radar for å oppdage hastigheten på kjøretøy.
I følge dette kan du når du kommer nærmere eller lenger unna radarkilden bestemme hastigheten til objektet. Hver påfølgende bølge radaren har må reise lenger for å nå bilen, før den reflekteres og oppdages igjen nær kilden. Analogt sett blir den assimilert til hver bølge fordi den må bevege seg lenger. Avstanden mellom hver bølge øker, og det er dette som gir en økning i bølgelengden.
I noen tilfeller brukes denne radarstrålen med bilen i bevegelse, og hvis den kommer nærmere det observerte kjøretøyet, reiser hver påfølgende bølge en kortere avstand, noe som gir en reduksjon i bølgelengde. I enhver situasjon lar beregningene av Doppler-effekten nøyaktig bestemme hastigheten til kjøretøyet observert av radaren. I tillegg til dette er nærhetsmekanismen, utviklet under andre verdenskrig, basert på Doppler-radar.
Dette for å detonere eksplosiver til rett tid basert på deres høyde over bakken, eller deres avstand fra målet. I følge Doppler-skiftet påvirkes bølgehendelsen på målet. På denne måten reflekterte bølgen tilbake til radaren, endringen i frekvens observert av a bevegelig radar Med hensyn til et mål som også beveger seg, er det en funksjon av dets relative hastighet og er det dobbelte av det som vil bli registrert direkte mellom senderen og mottakeren.
omvendt dopplereffekt
Selv i dag og siden 1968 har forskere studert sannsynligheten for at det er en omvendt dopplereffekt. En av forskerne omtalt i denne forskningen var den russisk-ukrainske fysikeren Victor Veselago. Eksperimentet som hevdes å ha oppdaget denne effekten ble utført av Nigel Seddon og Trevor Bearpark i 2003 i Bristol, Storbritannia.
I denne forbindelse uttalte forskere fra forskjellige universiteter at denne effekten også kan observeres ved optiske frekvenser. Blant universitetene som ble fremhevet i denne forskningen var Swinburne University of Technology og University of Shanghai for Science and Technology. Å være mulige slike funn, takket være generasjonen av en fotonisk krystall.
Det var på det glasset de projiserte en laser stråle. Det var dette som fikk krystallen til å oppføre seg som et superprisme, på denne måten kunne den omvendte Doppler-effekten observeres.
I noen tilfeller kan en lov forveksles med en teori, men sannheten er at teorier er en gruppe organiserte ideer som forklarer en mulig fenomen. Disse er utledet fra observasjon, erfaring eller logisk resonnement. Den forklarer imidlertid muligheter og ikke fakta eller forklarer atferd.
Universets lover er flere enn vi tror, faktisk er disse noen som har påvirket løpet av vitenskapens historie. Den første tingen å forstå er at universets lover, i motsetning til de lovlige eller de som er pålagt av mennesker, er atferden som oppførselen til det universelle. Det vil si at de er normene som forklarer bevegelsene til den universelle helheten.