第谷·布拉赫一直坚持天动说,但他进行的大量的观测,却被开普勒用来证实地球是围绕太阳运转的。
16世纪,丹麦天文观测家第谷·布拉赫发现了仙后座的一颗新星,他进行了连续十几个月的观察,看到了这颗星从明亮到消失的过程,这打破了历来“恒星不变”的学说。现在我们知道这种情况并非一个新星的生成,而是暗到几乎看不见的恒星在消失前发生爆炸的过程。
第谷通过精确的星位测量,企图发现恒星的视差效应,即由地球运行而引起的恒星方位的改变,结果一无所得。于是他开始反对哥白尼的地动说,并提出了这样一种宇宙体系:地球在宇宙中心静止不动,行星绕太阳运转,而太阳则率领行星绕地球转动。17世纪初,他的学说传入中国后曾一度被接受。
在第谷去世后,他的助手开普勒利用第谷多年积累的观测资料,仔细分析研究后,提出了行星运动的三大定律,即开普勒三大定律,为牛顿万有引力定律打下了基础。
1609年,开普勒在《新天文学》中提出了他的前两个行星运动定律。第一定律是关于围绕太阳运动的行星轨迹的定律,认为每个行星的运行轨道是一个椭圆形,而太阳位于这个椭圆轨道的一个焦点上。第二定律是关于行星运行速度的定律,认为行星与太阳的距离时近时远,在最接近太阳的地方,运行的速度也最快,反之,在最远离太阳的地方速度最慢;行星与太阳之间的连线在等时间内扫过的面积相等。10年后,开普勒又发表了行星运动第三定律,认为行星距离太阳越远,其运转周期越长;行星运转周期的平方与到太阳之间距离的立方成正比。
另外,开普勒还猜测彗星的尾巴总是背着太阳,是因为存在一种太阳风将其吹开。这是第一个牵涉到光压领域的论述。
第谷的助手开普勒利用第谷多年积累的观测资料,仔细分析研究后,提出了行星运动的三大定律,即开普勒三大定律,为牛顿万有引力定律打下了基础。
由于没有测出恒星周年视差,第谷的宇宙模型的特色是“行星绕日”,而“日月绕地”。
第谷·布拉赫
开普勒第一定律(轨道定律)
每一行星沿一个椭圆轨道环绕太阳,而太阳则处在椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律(面积定律)
从太阳到行星所连接的直线在相等时间内扫过同等的面积。
开普勒第三定律(周期定律)
所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。