Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

436 ANHANG B. GESCHICHTE DER PHYSIK
2. das 1
a 2 Gesetz der Gravitation.
Das erste wird auch heute noch Hookesches Gesetz genannt. Er kombinierte das 3. Keplersche Gesetz
mit Huygens Zentrifugalkraft - Gesetz und fand (1666) für die Gravitationskraft F den Ausdruck
F = const m
a 2
also das 1
a 2 Gesetz.
Beide Kräfte sind die wichtigsten der Physik: es sind die einzigen, die stets auf geschlossene Bahnen
führen.
Bei Hooke ist Licht eine transversale Welle. Damit erklärt er die bekannten Phänomene Prisma, Regenbogen,
Farben dünner Plättchen. Er schreibt 1665 in ’Micrographia’ stolz: ’my theory is capable of
explicating all the phenomena of colors, but of all that are in the world.’
B.1.3 Newton
Beides, das allgemeine Kraftgesetz und der besondere Ausdruck für die Gravitationskraft F , wurden
✤von
Newton in den Jahren von ✜1680
bis 1685 gefunden und auf die Planetenbewegung angewendet.
Die Newtonsche Gravitationstheorie ist eine Fernwirkungstheo-
If I have seen farther than others it is
rie, die Kraft F zwischen zwei Teilchen wirkt instantan, Raum und
because I have stood on the shoulders
of giants.
Zeit sind absolut. Der Trägheitskompaß wird durch die Verteilung
1675 der Sterne realisiert (überprüft und gedeutet im berühmten Eimer-
✣
✢versuch).
Mit Isaac Newton (1643 - 1727) gibt es zum ersten (und bisher letzten) mal eine erfolgreiche Axiomatisierung
der Physik nach dem Vorbild der Antike. Er formulierte die folgenden Axiome:
Die drei Newtonschen Axiome
Er formulierte die folgenden Axiome, die auch heute noch die klassische Physik korrekt beschreiben:
1. Kraft = Masse×Beschleunigung
Newton definiert die Kraft
�F = m � b (B.1)
wir definieren heute damit die träge Masse.
2. Actio = Reactio
Zu einer Wirkung besteht immer eine entgegengesetzt gerichtete und gleiche Gegenwirkung.
3. Zwei punktförmige Massen ziehen einander an mit einer Kraft, die dem Produkt der Massen
direkt und dem Quadrat ihrer Entfernungen voneinander umgekehrt proportional ist.
�F = −G mM
mM
�a bzw. F = −G
a3 a2 (B.2)
Man sieht die Symmetrie der Gravitationskraft in den beiden Massen ausgedrückt: M die anziehende
und m die angezogene, eine direkte Konsequenz aus Actio = Reactio. Die Gravitationskonstante G ist
bis heute eine der nicht mehr deduzierbaren Fundamentalkonstanten der Physik.
Newton hat damit als erster ein Inversionsproblem gelöst: gegeben sei die 3-dim Bewegung
�x(t) (B.3)