“กฎข้อที่ 3 ของเคปเลอร์: ไขความลับจักรวาล สู่กฎแรงโน้มถ่วงสากล”
เคปเลอร์ได้เรียนรู้จากกฎข้อที่ 1 ว่าดาวเคราะห์โคจรเป็นวงรี ไม่ใช่วงกลม และกฎข้อที่ 2 ว่า ความเร็วของดาวเคราะห์เปลี่ยนแปลงตามระยะทางจากดวงอาทิตย์ แต่ยังมีปริศนาที่ทำให้เขานอนไม่หลับหลายคืน นั่นคือ ความสัมพันธ์ระหว่าง “ระยะทาง” และ “คาบการโคจร” หรือเวลาที่ดาวเคราะห์ใช้โคจรรอบดวงอาทิตย์ เขาจึงเริ่มต้นการค้นหา
ในที่สุด หลังจากการคำนวณที่ซับซ้อนมากมาย เคปเลอร์ค้นพบว่า: คาบการโคจรของดาวเคราะห์ยกกำลังสอง แปรผันตรงกับระยะทางจากดวงอาทิตย์ยกกำลังสาม
หรือในภาษาที่ง่ายขึ้นคือ ยิ่งดาวเคราะห์อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มากเท่าไร มันก็จะใช้เวลาในการโคจรนานขึ้นอย่างเป็นสัดส่วน ตัวอย่างเช่น ดาวพฤหัสบดีซึ่งอยู่ห่างไกล ใช้เวลาถึง 12 ปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ ขณะที่โลกของเราใช้เวลาเพียง 1 ปี
กฎข้อที่ 3 ของเคปเลอร์ ref : https://images.app.goo.gl/CR8p5Yat1gPuqn6a6
- ★การยืนยันครั้งสำคัญ: นิวตันเข้ามาเสริมทัพ
แต่เรื่องราวไม่ได้จบแค่นั้น กฎข้อที่ 3 ของเคปเลอร์ไม่เพียงแค่บอกว่าดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์อย่างไร แต่มันยังเป็นกุญแจสำคัญที่ช่วยให้ไอแซค นิวตัน นักวิทยาศาสตร์รุ่นถัดมา สามารถคิดค้น “กฎแรงโน้มถ่วงสากล” ได้
นิวตันใช้กฎข้อที่ 3 ของเคปเลอร์ในการอธิบายว่า ดาวเคราะห์ทั้งหมดถูกดึงดูดเข้าสู่ดวงอาทิตย์ด้วยแรงโน้มถ่วง และกฎนี้ไม่เพียงแค่ใช้กับดาวเคราะห์เท่านั้น แต่มันทำงานในระดับจักรวาล นั่นคือ แรงโน้มถ่วงเป็นกฎที่เชื่อมโยงทุกวัตถุในจักรวาลเข้าด้วยกัน นิวตันจึงสร้างสมการออกมาอย่างสวยงาม:
กฎแรงโน้มถ่วงสากลของนิวตัน (Newton’s Law of Universal Gravitation)
สมการนี้แสดงให้เห็นว่า ทุกสิ่งทุกอย่างในจักรวาลดึงดูดกันด้วยแรงโน้มถ่วง ซึ่งสอดคล้องกับกฎของเคปเลอร์ได้อย่างสมบูรณ์แบบ
- ★จากกฎธรรมชาติสู่การสำรวจอวกาศ
สิ่งที่ทำให้กฎข้อที่ 3 ของเคปเลอร์น่าทึ่งยิ่งขึ้น คือมันไม่ได้เป็นเพียงทฤษฎีที่อยู่ในหนังสือวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่มันมีบทบาทสำคัญใน การสำรวจอวกาศจริง ในยุคปัจจุบัน ตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดคือ ยาน วอยเอเจอร์ (Voyager) ซึ่งถูกส่งขึ้นไปในปี 1977 เพื่อสำรวจดาวเคราะห์ชั้นนอกของระบบสุริยะ วิศวกรอวกาศใช้กฎของเคปเลอร์ในการคำนวณเส้นทางการเดินทางของยานอวกาศอย่างแม่นยำ ไม่ใช่แค่การไปเยี่ยมดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ แต่ยังเดินทางต่อเนื่องออกนอกระบบสุริยะไปยังห้วงอวกาศลึก
ภาพยานอวกาศ Voyager ref : https://images.app.goo.gl/teu2BauE6zfMh47Q8
ไม่เพียงเท่านั้น กฎข้อที่ 3 ของเคปเลอร์ยังถูกนำมาใช้ในการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ (exoplanets) ที่โคจรรอบดาวฤกษ์อื่น ๆ นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้การสังเกตการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์เพื่อหาว่ามีดาวเคราะห์บริวารโคจรรอบดาวเหล่านั้นหรือไม่ กฎของเคปเลอร์จึงเป็นเครื่องมือสำคัญในการเปิดประตูไปสู่การค้นพบจักรวาลที่ไกลโพ้น
เรียบเรียง ธนาพัจน์ ทองศรีเมือง
อ้างอิง
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
