كيف تتحرك الكواكب
تتحرك الكواكب والنجوم نحو الغرب عبر السماء عند رؤيتها من الأرض، ويجب على الشخص الذي يستعمل التلسكوب لمراقبة كوكب ما، أن يحوله باستمرار لكي يحافظ على الكوكب في مجال الرؤية. ومن ليلة لأخرى، ينحرف كل كوكب عن موقعه قليلاً نحو الشرق بالنسبة للنجوم. وفي أوقات معينة فإن الكوكب ينحرف ـ أحياناً ـ عن موقعه نحو الغرب. ولكنه يعود دائماً إلى انحرافه الشرقي المألوف.
الدوران حول الشمس. إذا كان باستطاعتنا النظر إلى أسفل نحو النظام الشمسي من الشمال، فسوف نرى أنّ معظم الكواكب تدور حول الشمس في نفس المستوى تقريباً في الفضاء. ويقول الفلكيون إن الكواكب تدور حول الشمس في نفس المستوى، باستثناء كوكبين، هما عطارد وبلوتو اللذان يتبعان مدارين يميل كل منهما بزوايا ملموسة عن هذا المستوى. ويميل مسار عطارد 7 درجات عن مستوى الدوران، أما بلوتو فيميل 17 درجة. وسنرى من موقعنا إلى الشمال من النظام الشمسي أن جميع الكواكب تدور حول الشمس عكس اتجاه عقارب الساعة. وقد نشر الفلكي والرياضي الألماني يوهانز كيبلر في بداية القرن السادس عشر ثلاثة قوانين عن حركة الكواكب، تصف مدارات هذه الكواكب.
قانون كيبلر الأول ينص على أن الكواكب تتحرك في مدارات إهليلجية. ونتيجة لذلك تكون الكواكب أقرب قليلاً إلى الشمس في بعض نقاط مدارها من نقاط أخرى. فمثلاً تكون الأرض على بُعد 147,100,000كم من الشمس في حضيضها الشمسي (نقطة من المدار تكون الأقرب إلى الشمس). وعلى بعد 152,100,000كم من الشمس في أوجها الشمسي (نقطة من المدار تكون الأبعد عن الشمس).
قانون كيبلر الثاني. ويُدعى أيضاً بقانون المساحات. ويقول إن هناك خطاً وهمياً بين الشمس والكوكب يقطع مساحات متساوية من الفضاء في أزمنة متساوية. وعندما يكون الكوكب في أقرب نقطة له من الشمس فإنه يتحرك بأقصى سرعته. ففي زمن ما ـ عشرة أيام مثلاً ـ فإن الخط الذي يصل بين الكوكب والشمس يقطع مساحة عريضة وقصيرة من الفضاء، ولنسمِّها (المساحة 1). وعندما يكون الكوكب نفسه على أبعد مسافة من الشمس، فإنه يدور بأقل سرعة له. وفي فترة عشرة أيام، فإن الخط يقطع مساحة ضيقة وطويلة ً من الفضاء، لنسمِّها (المساحة 2). وبالرغم من أن أبعاد هذين الجزءين مختلفة، فإن القياسات الدقيقة تبيّن أن (المساحة 1) تساوي (المساحة 2).
قانون كيبلر الثالث. يقول إن الفترة المدارية للكوكب ـ الزمن اللازم لكي يدور مرة واحدة حول الشمس ـ تعتمد على متوسط البعد عن الشمس. وتبعاً لهذا القانون، فإن مربع الزمن ـ الفترة مضروبة مرة واحدة في نفسها ـ مقسوماً على مكعب المسافة ـ المسافة مضروبة مرتين في نفسها ـ يكون متساوياً بالنسبة لجميع الكواكب. وهكذا، ففي حالة وجود كوكب على مسافة تعادل أربعة أمثال بُعْد كوكب آخر عن الشمس، فإنه يلزمه ثمانية أمثال الزمن الذي يحتاجه الكوكب الآخر للدوران حول الشمس. وقد استخدم هذا القانون للمرة الأولى لإيجاد متوسط بعد الكوكب عن الشمس بعد أن قيست فترته المدارية.
