ข้ามไปเนื้อหา

วงโคจร

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ดาวเทียมโคจรรอบโลกจะมีความเร็วแนวเส้นสัมผัสและความเร่งสู่ภายใน
เทหวัตถุสองอย่างที่มีความแตกต่างกันของมวลโคจร แบบ barycenter ที่พบได้บ่อย ๆ ขนาดสัมพัทธ์และประเภทของวงโคจรมีลักษณะที่คล้ายกับระบบดาวพลูโต-แครัน (Pluto–Charon system)

ในฟิสิกส์, วงโคจรเป็นเส้นทางโค้งแห่งแรงโน้มถ่วงของวัตถุรอบ ๆ จุดในอวกาศ, ตัวอย่างเช่นวงโคจรของดาวเคราะห์รอบจุดศูนย์กลางของระบบดาว, อย่างเช่นระบบสุริยะ [1][2] วงโคจรของดาวเคราะห์มักจะเป็นวงรี วงโคจร คือ เส้นทางการเคลื่อนที่ของวัตถุหนึ่งรอบอีกวัตถุหนึ่ง โดยอยู่ภายใต้อิทธิพลแรงสู่ศูนย์กลาง อาทิ ความโน้มถ่วง ตัวอย่างเช่น วงโคจรของดวงจันทร์รอบโลก คำกริยาใช้ว่า "โคจร" เช่น โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดาวเทียมไทยคมโคจรรอบโลก

คนทั่วไปมักเข้าใจว่าดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงกลม แต่ในความเป็นจริง ส่วนใหญ่แล้ววัตถุหนึ่งจะโคจรรอบอีกวัตถุหนึ่งในวงโคจรที่เป็นวงรี

ความเข้าใจในปัจจุบันในกลศาสตร์ของการเคลื่อนที่ในวงโคจรอยู่บนพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ซึ่งคิดสำหรับแรงโน้มถ่วงอันเนื่องจากความโค้งของอวกาศ-เวลาที่มีวงโคจรตามเส้น จีโอแดสิค (geodesics) เพื่อความสะดวกในการคำนวณ สัมพัทธภาพจะเป็นค่าประมาณโดยทั่วไปของทฤษฎีพื้นฐานแห่งแรงโน้มถ่วงสากลตามกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ของเคปเลอร์ [3]

ประวัติศาสตร์

ในอดีตปรากฏการณ์การเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ได้มีความเข้าใจกันมาก่อนหน้าในเชิงเรขาคณิต (และโดยไม่คำนึงถึงแรงโน้มถ่วง) ในแง่ของ ทฤษฎีแอปปิไซเคิล (epicycles) ซึ่งเป็นผลรวมของการเคลื่อนที่เป็นวงกลมเป็นจำนวนมาก ทฤษฎีชนิดนี้คาดการณ์เส้นทางของดาวเคราะห์ได้ดีพอควร จนกระทั่ง โยฮันเนส เคปเลอร์ สามารถแสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ที่แท้แล้วมีการเคลื่อนที่เป็นวงรี (โดยประมาณเป็นอย่างน้อย)

ในแบบจำลองซึ่งมีโลกเป็นจุดศูนย์กลางของระบบสุริยะ แบบจำลองทรงกลมท้องฟ้าถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายการเคลื่อนที่ปรากฏของดาวเคราะห์ในท้องฟ้าในแง่ของทรงกลมที่สมบูรณ์แบบหรือวงแหวน แต่หลังจากที่การเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ได้ถูกวัดได้อย่างแม่นยำมากขึ้น กลไกเชิงทฤษฎีเช่น deferent และ epicyclesได้ถูกเพิ่มเติมเข้าไป แม้ว่าจะมีความสามารถในการทำนายตำแหน่งดาวเคราะห์ในท้องฟ้าได้อย่างถูกต้อง, ทฏษฎี epicycles ก็ได้มีความจำเป็นเพิ่มมากยิ่งขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป, และแบบจำลองก็กลายเป็นความเทอะทะเพิ่มมากยิ่งขึ้น

พื้นฐานสำหรับการทำความเข้าใจในยุคสมัยใหม่เกี่ยวกับวงโคจรเป็นสูตรแรกที่คิดขึ้นโดยโยฮันเนส เคปเลอร์ที่มีผลการสรุปในสามกฎของการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ ประการแรกเขาพบว่าวงโคจรของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเราเป็นวงรี ไม่ได้เป็นวงกลม (หรือ epicyclic) ดังเช่นที่เคยเชื่อกัน และยังกล่าวว่าดวงอาทิตย์ไม่ได้อยู่ที่ศูนย์กลางของวงโคจร แต่อยู่ที่จุดโฟกัสจุดหนึ่ง ประการที่สอง เขาพบว่าความเร็วของการโคจรของดาวเคราะห์แต่ละดวงไม่คงที่ดังที่เคยคิดไว้ก่อนหน้า แต่พบว่าความเร็วขึ้นอยู่กับระยะห่างของดาวเคราะห์จากดวงอาทิตย์ ประการที่สามเคปเลอร์พบความสัมพันธ์สากลระหว่างสมบัติการโคจรของดาวเคราะห์ทั้งหมดที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ สำหรับดาวเคราะห์, กำลังสามของระยะทางจากดวงอาทิตย์เป็นสัดส่วนกับกำลังสองของคาบการโคจรของมัน ยกตัวอย่างเช่น ดาวพฤหัสบดีและดาวศุกร์จะมีระยะห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 5.2 และ 0.723 AU ตามลำดับ,

อ้างอิง