Orbiidid

Geotsentriline maailmapilt sobib päris hästi meie meelelise kogemusega. Lameda maa mudel samuti, ega me oma igapäevastel käikudel ja sõitudel ju maa- või veepinna kumerust arvesse ei võta. Hoopis teine lugu on Maa kumeruse ja ümarusega, kui võtta ette pikki reise üle vee ja jälgida hoolega taevaseid liikumisi erinevates kohtades. 

Maakeskses maailmas on tähistaevas lihtne, aga planeeditaevas (rändurid, liikuvad ehk iseäralised tähed) läheb täpsemal uurimisel väga keeruliseks. Päikesele saab joonistada ringorbiidi ümber Maa, nii enam-vähem. Merkuur ja Veenus peavad vaatlusandmetega kokku sobitamiseks liikuma tsükloidsetel orbiitidel ja edasi läheb aina hullemaks. Ilus tegelikult, aga miks? Geomeetriliselt see väga hull ei ole, tuleb lihtsalt mitu ringliikumist kokku arvutada, aga mida täpsemaks ajada, seda enam on vaja eri mõõdus liidetavaid ringe juurde arvutada. Lõpuks hakkasid teadlased ka üha enam mõtlema, miks planeedid üldse peaksid oma trajektoore nii veidral kombel kõverdama. Milline füüsikaline mõju tekitab tsükloidi? Lõplikult lahendas vaidlused gravitatsiooniseadus, aga vahepeal tegid ilma andekas matemaatik Kepler ja osav ning püüdlik vaatleja Brahe.

Tycho Brahe (1546 – 1601)

Johannes Kepler (1571-1630)

Foto 2024 aasta suvest – Ketlin Taidre 

Kepleri seadused, neid on kolm.

1. Orbiidi kuju ja mõõtmed.
2. Liikumiskiiruse muutumine elliptilisel orbiidil.
3. Orbiidi suuruse ja perioodi suhe.

Nii lihtne see ongi.

Newton tõestas hiljem, et Kepleri seadused on gravitatsiooniseaduse erijuht, mis toimib hästi juhul, kui süsteemi keskne, nö paigalolev keha on võrreldes tiirlevaga väga suur, näiteks Päike-Maa või Maa-ISS. Einstein näitas veel hiljem, et gravitatsiooniseadus on üldrelatiivsuse erijuht, mis toimib piisavalt hästi juhul, kui ruum on enam-vähem tasane, st pole kõverdunud. 

Osa kinnistähti (need, mis on tähtkujudes) jäävad maalt vaadates Päikese taha. Me ei näe neid tähti sel päeval, sest Päike paistab silma ja taevas on sinine. Aga me saame vaadata, millised tähtkujud loojuvad pärast Päikest ja millised tõusevad enne. Mingil teisel aastaajal, võime siis pimedas vaadelda seda taevaosa ja teha järelduse, et Päikese taha jäid tol päeval näiteks Sõnni tähtkuju tähed, ehk Päike oli Sõnnis. Need tähtkujud, kus Päike võib olla, moodustavad taevas enam-vähem ühtse vöö, mida nimetakse sodiaak ehk loomaring. Sellest teadmisest algab üks üsna segane ja omamoodi tobe inimtegevuse ala, astroloogia. Nii Kepler kui ka Brahe olid loomulikult astroloogid, aga siis oli ka teaduse ja teadlase mõiste hoopis teine.

Tänapäeval on asi nii kaugel, et igaüks võib hakata astroloogiks. Litsentsi ei ole vaja, põhikooli haridusest piisab igal juhul. Tegelikult teevadki seda praegu põhiliselt robotid.