Students.by - это живая энциклопедия белорусского студента (статьи, книги, мультимедиа). Еще мы предлагаем поиск по лучшим полнотекстовым научным хранилищам Беларуси!
|
Развитие теории в 18 в. Неразрешимое противоречие между понятием о тяготении и действием сил на расстоянии крайне затрудняло распространение теории Ньютона. Тем не менее, в собственной стране он прошел путь от одинокого эксцентричного профессора Тринити-колледжа в Кембридже до президента Лондонского королевского общества (17031727). Хотя и медленно, его математические теории пускали корни. Сам Ньютон не мог объяснить особенностей движения всех членов Солнечной системы. Невозможно было точно аналитически решить задачу о движении уже трех взаимно притягивающихся тел. Даже приближенное ее решение требовало месяцев и годов кропотливых вычислений. Поколение талантливых континентальных, в первую очередь французских, математиков таких, как А.Клеро (17131765), Ж. д 'Аламбер (17171783), Л.Эйлер (17071783), Ж.Лагранж (17361813) и П.де Лаплас (17491827), успешно разрешило, в большей или меньшей степени, ряд проблем, касающихся движения тел в Солнечной системе, применяя и развивая ньютонову теорию возмущений. См. также Д'АЛАМБЕР, ЖАН ЛЕРОН; ЭЙЛЕР, ЛЕОНАРД; ЛАГРАНЖ, ЖОЗЕФ ЛУИ; ЛАПЛАС, ПЬЕР СИМОН. Движение Луны. Ньютон нашел движение Луны особенно запутанным. В частности, его геометрический анализ положения апсид лунной орбиты, основанный на теории тяготения и приведенный в Началах, выявил только половину их наблюдаемого перемещения. Однако в 1749 Клеро продвинул анализ до более высоких степеней приближения, и результат в точности совпал с наблюдениями. Этим было доказано, что закон обратных квадратов способен объяснить не только общее движение планет и спутников по эллиптическим орбитам, но и отклонения от него, особенно сильные в случае Луны. Движение комет. Ньютон разработал довольно громоздкий частично арифметический, частично графический метод вычисления орбиты кометы по нескольким наблюдениям. Применив его к кометам 1680 и 1681 годов, он предположил в Началах, что это, по-видимому, была одна и та же комета (наблюдавшаяся до и после прохождения перигелия, когда она временно скрывалась за Солнцем) и, более того, что она повинуется тем же законам динамики, что и прочие тела Солнечной системы.Галлей в 1690-х годах, изучив старые записи о появлении комет и уточнив метод расчета, определил орбитальные элементы 24 комет, наблюдавшихся между 1337 и 1698. Заметив схожесть орбит у комет 1531, 1607 и 1682, а также приблизительно одинаковые промежутки времени (7576 лет) между их появлением вблизи Солнца, он заключил, что это тоже была одна и та же комета и что вариации периода вызваны гравитационными возмущениями со стороны Юпитера и Сатурна. Он предсказал ее следующее появление в 1758. В конце 1750-х годов Клеро предпринял детальный анализ возмущений и показал, что комета должна достичь перигелия в середине апреля 1759 с ошибкой не более месяца. Когда комета с соответствующими орбитальными элементами (впоследствии названная кометой Галлея) была обнаружена 25 декабря 1758 и прошла через перигелий 13 марта 1759, астрономы расценили это событие как еще один триумф ньютоновой теории тяготения. Устойчивость Солнечной системы. Ньютон полагал, что неправильности в движении Юпитера и Сатурна в период их соединения можно учесть с помощью теории возмущений. Однако вычисление поправок к планетным таблицам для их соответствия наблюдениям показало, что орбита Юпитера понемногу увеличивается, а Сатурна уменьшается. Это вызвало большой интерес к долговременной устойчивости планетной системы. Только в 1784 П.де Лаплас окончательно доказал, что эти изменения носят циклический характер с периодом около 900 лет. В расчетных формулах они связаны с малыми членами высокого порядка, которые лишь изредка возрастают до значимых величин. Эти неправильности, заставившие сначала сомневаться в применимости теории Ньютона, стали теперь доказательством ее справедливости. Теория движения Юпитера и Сатурна оказалась в согласии со всеми наблюдениями вплоть до античных, и никаких специальных поправок к таблицам больше не требовалось.Лаплас увенчал 18 в. развитием ньютоновой теории тяготения в своем пятитомном Трактате о небесной механике (Trait de mchanique cleste, 17991825). Предполагая, что все тела наделены тяготением, Лаплас утверждал, что если заданы начальные условия системы положение и скорость каждого небесного тела в начальный момент времени, то вся будущая эволюция мира вполне определена и может быть вычислена. Он наглядно продемонстрировал это, рассчитав различные возмущения планетной системы на сотни тысяч лет в прошлое и будущее. Основываясь только на теории тяготения, он вычислил движение Луны с точностью до 0,5ў. Используя те члены в теории Луны, которые зависят от сжатия Земли, он определил длину градуса широты, весьма точно совпавшую с результатами различных экспедиций, организованных французским правительством. Другие члены в уравнениях зависели от параллакса Солнца, который он рассчитал в хорошем согласии с наблюдательными данными экспедиций, посланных в различные уголки Земли для наблюдения редкого прохождения Венеры по диску Солнца в 1761 и 1769. (Измерение параллакса Солнца дает расстояние Земли от Солнца и позволяет установить точную шкалу расстояний в Солнечной системе.) Исследования Лапласа показали, что все планетные и лунные возмущения, проанализированные совместно, не нарушают долговременной устойчивости системы. В основном они периодические и взаимосвязанные: одно нейтрализует другое. |
|