Le tre leggi di Keplero 🌎☀️



Le regole che hanno rivoluzionato per sempre l'astronomia

📅 Aprile 2024 

🖊️ Claudia Consiglio   

Che cosa sono?


Le leggi di Keplero sono tre leggi fisiche che descrivono il moto dei pianeti intorno al Sole, formulate dall'astronomo tedesco Johannes Keplero tra il 1609 e il 1619. 

Queste leggi hanno rivoluzionato la comprensione dell’Universo e della sua struttura, dimostrando la validità della teoria eliocentrica di Copernico e anticipando la legge della gravitazione universale di Newton.

Di cosa parlano?

Prima legge


I pianeti si muovono su orbite ellittiche con il Sole in uno dei due fuochi dell’ellisse.


Questa legge implica che la distanza tra un pianeta e il Sole non è costante ma varia nel corso dell’anno. Il punto più vicino al Sole si chiama perielio, il punto più lontano si chiama afelio. 


L’ellitticità dell’orbita dipende dalla sua eccentricità, che è una misura di quanto l’ellisse “si discosta” da un cerchio. Più l’eccentricità è alta, più l’orbita è schiacciata. L’orbita della Terra ha un’eccentricità di circa 0,017 quindi è quasi circolare. L’orbita di Plutone ha un’eccentricità di circa 0,248 quindi è molto ellittica.

Seconda legge 


Il raggio vettore che congiunge il centro del Sole con il centro di un pianeta descrive aree uguali in tempi uguali.


Questa legge implica che la velocità di un pianeta non è costante ma varia in modo inversamente proporzionale alla sua distanza dal Sole. Quando il pianeta è piÚ vicino al Sole (perielio), la sua velocità è massima. Quando il pianeta è piÚ lontano dal Sole (afelio), la sua velocità è minima. 


Questa legge spiega anche perché le stagioni non hanno la stessa durata: nel nostro emisfero, la primavera e l’estate sono più lunghe dell’autunno e dell’inverno, perché la Terra si trova più lontana dal Sole e quindi si muove più lentamente. 

Terza legge


Il quadrato del periodo di rivoluzione di un 

pianeta è proporzionale al cubo della sua distanza media dal Sole.


Questa legge stabilisce una relazione tra il tempo che un pianeta impiega a compiere un’orbita completa attorno al Sole e la sua distanza media dal Sole. Più un pianeta è lontano dal Sole, più il suo periodo di rivoluzione è lungo. 


Questa legge permette di calcolare la distanza di un pianeta dal Sole conoscendo il suo periodo di rivoluzione, o viceversa. Ad esempio, il periodo di rivoluzione della Terra è di circa 365,25 giorni, mentre quello di Marte è di circa 686,98 giorni. La distanza media della Terra dal Sole è di circa 149,6 milioni di km, mentre quella di Marte è di circa 227,9 milioni di km.

Come sono state accolte queste leggi dalla comunitĂ  scientifica?


Le leggi di Keplero sono state confermate da numerose osservazioni astronomiche e sono state spiegate da Newton con la sua legge della gravitazione universale, che afferma che ogni corpo dotato di massa esercita una forza di attrazione su ogni altro corpo proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza che li separa. Questa forza è responsabile del moto dei pianeti intorno al Sole che seguono le leggi di Keplero.

 

Che valore hanno queste leggi per l’umanità?


Queste leggi sono un esempio di come la scienza possa scoprire le regole che governano la natura, usando il metodo sperimentale, l’analisi matematica e il ragionamento logico. 

Sono anche una testimonianza della bellezza e dell’armonia dell’Universo, che si manifesta attraverso forme geometriche e proporzioni numeriche. Le leggi di Keplero sono una delle più grandi conquiste della storia dell’umanità che ha saputo guardare al cielo con curiosità, stupore e intelligenza.



Fonti: Youmath