You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Celest mekanik 47<br />
Celest mekanik<br />
Celest mekanik, ungefär himlavalvets mekanik, är den del av astronomin som behandlar rörelserna hos planeter och<br />
deras månar, asteroider, och kometer i framförallt solsystemet. Dessa rörelser styrs huvudsakligen av<br />
himlakropparnas inbördes gravitation. I utvidgad betydelse behandlar celest mekanik varje situation där<br />
himlakroppar påverkar varandras rörelse genom sin inbördes gravitation.<br />
Historik<br />
Den celesta mekaniken föddes med Isaac Newtons gravitationsteori, då himlakropparnas rörelser för första gången<br />
fick en riktig förklaring. Den celesta mekaniken har dock en lång förhistoria av tidigare försök att klarlägga och<br />
förutsäga himlakropparnas positioner så noggrant som möjligt. Dessa försök lyckades till en viss gräns, även om<br />
dåtidens astronomer inte förstod varför planeterna rörde sig som de gjorde. Isaac Newton använde kunskapen från<br />
sina föregångare, från antikens Ptolemaios till renässansens Kopernikus och Tycho Brahe till Johannes Kepler och<br />
Galilei. Namnet celest mekanik började användas av Pierre-Simon Laplace hundra år efter Isaac Newton.<br />
Problem<br />
Problemet i celest mekanik är att beskriva och förutsäga rörelsen hos en samling himlakroppar som påverkar<br />
varandra huvudsakligen genom sin inbördes gravitation. Traditionellt har den celesta mekaniken använts för att<br />
förutsäga planeters, planetmånars, kometers och asteroiders rörelse i solsystemet. Celest mekanik kan även användas<br />
utanför solsystemet för att beskriva rörelserna i en dubbelstjärna, en stjärnhop eller t.o.m. en hel galax. En mer<br />
modern tillämpning av celest mekanik är inom astrodynamiken, där man beräknar banor för människotillverkade<br />
satelliter och rymdsonder.<br />
Ibland måste man i den celesta mekaniken även ta hänsyn till andra krafter än bara gravitationen. Hos kärnan i en<br />
komet förekommer ofta utgasningar då kometen närmar sig solen och värms upp; dessa utgasningar ger en<br />
reaktionseffekt på kometkärnan som mätbart påverkar kometens position. Och en jordsatellit på låg höjd utsätts för<br />
luftmotstånd av den visserligen mycket tunna men ändå närvarande jordatmosfären i satellitbanan.<br />
Inom solsystemet räcker det nästan alltid med att man använder Newtons mekaniska lagar för att förutsäga<br />
planetpositionerna. Bara om man eftersträvar mycket hög noggrannhet måste man göra små korrektioner baserade på<br />
den allmänna relativitetsteorin, och detta behövs egentligen bara för de inre planeterna. Utanför solsystemet kan<br />
relativitetsteorin spela en större roll, framförallt då mycket massiva objekt ligger i bana mycket nära varandra, t.ex.<br />
hos en dubbel pulsar.<br />
Analytiska metoder<br />
Med symbolisk matematik kan man finna en lösning på åtminstone enklare celest-mekaniska problem. Det enda<br />
problem inom den celesta mekaniken där man funnit en exakt analytisk lösning som också är praktiskt användbar är<br />
tvåkropparsproblemet. För alla andra situationer måste man använda approximativa lösningar, antingen i form av<br />
oändliga matematiska serier som man trunkerar på ett lämpligt ställe, eller också använder man numeriska metoder.<br />
Ett faktum som förenklar de celest-mekaniska beräkningarna oerhört mycket är att en himlakropp som antingen är<br />
helt klotformig, eller som befinner sig på tillräckligt stort avstånd, ger upphov till samma gravitation som om<br />
kroppens hela massa vore koncentrerad i en punkt i kroppens centrum. Bara om himlakroppen ligger nära och om<br />
dess form avviker från klotets form måste hänsyn tas till himlakroppens form vid beräkningarna.
Change language