启蒙运动

牛顿

开普勒定律得到了物理解释只有出版的英国物理学家和数学家艾萨克·牛顿的《自然哲学的数学原理》(自然哲学的数学原理,1687)。牛顿在这里宣布了他运动定律,以及万有引力定律:任何两个粒子宇宙彼此吸引的力成正比的产品质量成正比,和与它们之间的距离的平方。牛顿用这些法律重新推导出开普勒定律,从而使行星理论的一个分支物理历史上第一次。然后应用法律来解释其他现象,如的兴衰潮汐和轨道的彗星。

的惯性定律(牛顿第一并非身体往往以恒定的速度直线)已经暗示了伽利略并表示在一个由法国哲学家更明确的方式勒奈·笛卡尔。第三定律(如果身体上施加一个力身体B, B施加力量在大小相等但方向相反)是由最近的工作在碰撞由荷兰数学家克里斯蒂安·惠更斯和其他人。牛顿第二定律(身体上的力量的印象等于身体的质量乘以加速度)代表了一种全新的方式来思考。引力的平方反比定律的概念已经在英格兰物理学家玩罗伯特胡克、建筑师克里斯托弗·雷恩爵士,天文学家哈雷,但他们无法组装所有必要的概念吸引定律,运动下的印象力的概念,和链接数学一个成品。牛顿原理从根本上改变了知识上下文为科学天文学。

牛顿的万有引力定律遇到一些阻力,特别是在讲法语的大陆,这是有时被视为落入一个耻辱的思维方式。一个身体能穿越空间,影响另一个似乎有些倒退中世纪的万物有灵论。它并没有帮助,牛顿不能解释重力作用的机制。

测试牛顿的理论

在18世纪的第一部分,平方反比定律受到一些戏剧性的测试。第一个担心地球的形状。牛顿认为,地球的快速自转必须导致地球离开完美的球形。相反,地球应该是一个扁spheroid-that,波兰人喜欢洋葱夷为平地。为证据,牛顿指出的例子木星显示,当透过明显压扁望远镜。同时,1672年,法国科学家琼富仔细测量地球附近摆时钟的速度吗赤道(通过比较它的运动星星),发现时钟跑略慢于一个相同的时钟在巴黎。牛顿认为,如果地球被夷为平地在两极,巴黎会稍微比赤道将地球的中心。如果重力变化的逆距离的,地球的引力在巴黎应该强于在赤道,因此巴黎摆钟会运行得更快。但在1718年雅克·卡西尼公布的调查结果在巴黎Collioure子午线从敦刻尔克,由他的父亲,吉安多梅尼科卡西尼和他自己,似乎显示正好相反——研究人员认为,地球是细长的波兰人喜欢柠檬。法国自然哲学家,沉浸在笛卡尔的涡流理论,发现的方式解释这个笛卡尔物理学。在1730年代,法国科学院两expeditions-one赞助拉普兰由数学家皮埃尔-路易斯莫罗de莫佩提赤道南部,一个祈福——来解决这个问题。仔细的大地和天文测量的长度是确定的程度子午线对一个地方靠近北极和赤道附近的一个地方。拉普兰探险的结果显示在两极的果断,地球被夷为平地,如牛顿所维护。伏尔泰著名的称呼他的朋友莫佩提为“世界的压延机和卡西尼号”。

第二,牛顿一直无法计算的正确的进步月亮perigee-that是,月球上的点的运动轨道最接近地球。近地点的进步的原因在于微扰的吸引力太阳在月球上,但牛顿获得率太小了一半(一个完整的近地点大约需要18年的革命,而不是观察到9)。在18世纪几位数学家试图解决这个问题,但都以失败告终。1747年法国数学家和物理学家Alexis-Claude克莱罗提出了一个修正的牛顿重力定律。而不是一个纯粹的平方反比定律,克莱罗建议添加一个小的词,与逆距离的四次方,为了得到运动正确的月球近地点出来。克莱罗后来撤回了这一建议,并显示在一个新的计算平方反比定律非常适合解释月球近地点的运动。直接要解决的问题太复杂,有必要引入近似。克莱罗表明,近似由牛顿和那些太过鲁莽和更加小心近似,近地点的进步出来刚刚好。到目前为止,这是迄今为止最精确牛顿理论的测试。

最后,随着接触的时间预期的再现哈雷彗星、天体机械进行了更精确的计算日期的回报。哈雷说,彗星1531年,1607年和1682年一样,预测换取1758年末或1759年初,但他没有活到看到它发生。当彗星,在其非常细长的轨道,经过巨大的行星,如木星,摆脱和回内太阳系,行星施加力量,扰乱它的运动。在巴黎,克莱罗天文学家杰罗姆·拉兰得的妻子,妮可Lepaute知名仪器制造商,彗星的运动计算,包括微扰力。这是最雄心勃勃的项目的数值集成有史以来最多。当彗星再次出现在他们宣布一个月窗口的错误,这是被视为一个胜利的计算,以及万有引力定律。

拉普拉斯

由于每个行星吸引不仅被太阳,而且(更弱),其他所有的行星,它的轨道不能是简单的椭圆所描述的开普勒。牛顿因此愿意接受这样一种思想:上帝可能偶尔需要调整的行星系统。在18世纪开发新的数学方法,主要在法国,治疗扰动更有效率。这个工作的关键人物约瑟夫·路易斯·拉格朗日和皮埃尔西蒙拉普拉斯。他们表明,太阳系本质上是相当稳定的。每一个地球摄动的人,但最终的结果是只有振荡修正镇定的轨道;没有失控的行为。上帝不需要干预。

拉普拉斯是已知的主要人口数学行程de mecanique天蓝色(天体力学的专著;5卷,1798 - 1825),但他也是作者工作的普及,博览会du systeme du上流社会(系统的世界),它出现在几个版本在1796年和1824年之间。躺在这个工作拉普拉斯解释读者太阳系的所有现象的万有引力。这是紧随其后的是一个简短的天文学的历史从古代到拉普拉斯的一天。这本书以一个简短的解释,即现在的拉普拉斯星云假说,太阳系的起源的理论。拉普拉斯没想到这行星从原始太阳能浓缩大气最初,当今系统的极限延伸至很远的地方。随着这个云逐渐收缩在重力的影响下,它首先形成环,然后合并成行星。牛顿看到了在太阳系的规律确定造物主的智慧和仁慈的迹象。例如,所有行星围绕太阳旅行在同一个方向,或多或少地在同一个平面上可以解释只有神圣的天意。拉普拉斯,看着同样的事实,而不是将他们视为太阳系史前的证据。的星云假设,虽然只是大略地工作,很重要的一个早期的例子进化理论在自然科学,和值得注意的是,进化的思维进入天文学才成为重要的在生命科学领域。

赫歇尔和新的星球

最重要的观测时期的天文学家威廉赫歇尔。赫歇尔出生在汉诺威,德国,在1738年,但作为一个年轻的他搬到英国男人。为了避免大陆战争。他定居在浴和谋生作为音乐家和音乐老师,他所有的业余时间投身于业余天文学,他培养在非常高的水平。通过自己的望远镜,他很快就比其他人更好的工具。1781年,在席卷天空双恒星,他发现一个小物体,他不是第一次彗星或者一个模糊的明星。赫歇尔说服自己,他已经发现了一种新的彗星,这将不是一个不寻常的发生,但很快其他天文学家证明它是朝着近圆形轨道关于太阳,所以它被称为一个地球。谋求皇室赞助,赫歇尔提出了命名新对象Georgium四都,之后,格鲁吉亚星王乔治三世。赫歇尔的奉承,很快就获得年度养老金,使他放弃教学音乐和投入自己几乎完全天文学。天文学家们拒绝接受大陆赫歇尔提出的名字。1783年德国天文学家约翰·Elert预示提出了天王星最终,这个名字,卡住了。

已经有很长的历史了,回柏拉图和毕达哥拉斯学派试图将行星距离数值序列。一个有影响力的新计划被普鲁士天文学家在1766年提出约翰·丹尼尔那里·冯·威滕伯格。根据那里,行星距离序列的形式4,4 + 3,4 + 6,4 + 12,24岁的4 + 4 + 48岁,4 + 96,…那里,固定分配100的规模土星太阳的距离,实际上,汞距离大约4。那里,指出,有一个空的地方,距离28日对应大的差距火星和木星,推测这个差距将由未被发现的卫星火星。那里已经下滑距离规则,无符号,他的德国瑞士哲学家的翻译查尔斯·盖的沉思de la自然(大自然的沉思,1764)。采用这个序列的行星的距离,没有信用,预示在他Deutliche Anleitung苏珥Kenntniss des gestirnten Himmels(“明确指南繁星天堂”;第二版,1772)。在以后的版本中(预示给信贷那里。)波德还预测,地球最终会被发现在距离28。赫歇尔发现了天王星距离192 (Titius-Bode序列预测196年)似乎不可思议的法律的确认。

天文学家们开始寻找行星Mars-Jupiter差距。1801年意大利天文学家乔治白发现了一个小的行星体对象的差距,他叫刻瑞斯后,赞助人西西里的女神。帕拉斯是由德国天文学家发现的威廉Olbers第二年。赫歇尔并不觉得这些对象是足够大的行星,所以他提出了术语小行星(希腊“星形的”),通过古典学者曾建议他查尔斯·伯尼,通过他的父亲,音乐历史学家查尔斯·伯尼,老赫歇尔的密友。(后来他们也被称为“小的行星。“今天,在2006年的一项裁决国际天文联合会,他们是官方指定”矮行星“像谷神星,如果他们足够的质量圆球体的他们自己的重力。然而,大多数小得多,正式指定的“太阳系小天体”,尽管许多天文学家还是非正式地引用这些小行星。)