1571–1630-yillarda yashab o‘tgan olmon astronomi va ruhoniysi Iogann Kepler Yer va boshqa sayyoralarning Quyosh atrofida aylanishining elliptik orbitalarini matematik asoslab beruvchi muhim fizik qonuniyatlarni bayon qilib bergan. Astronomiyaga qiziquvchilar Keplerning uch muhim qonunini yaxshi biladi va shu sababli ham u fanda “Osmon qonunchisi” degan nom olgan. Kepler qonunlarining uchinchisi – “davrlar qonuni” 1618-yilning 15-may sanasida kashf qilingan edi. Bugun kashfiyotga 402 yil to‘ldi. Sana tarixi va qiziqarli faktlar haqida “Daryo” kolumnisti Muzaffar Qosimov ma’lumot beradi.

Foto: Google Photos

1602–1618-yillar orasidagi muttasil kuzatishlari orqali Kepler Yer va boshqa sayyoralar Quyosh atrofida aylanishining elliptik orbitalarini matematik asoslab beruvchi muhim fizik qonuniyatlarni ochdi. Buning uchun u o‘z davrigacha bo‘lgan zamonlarda fanda hukm surgan va hammaning ongida mustahkam o‘rnashib qolgan fikr – osmon jismlari harakati uchun eng ideal yo‘nalish bu – aylana degan fikrdan voz kechishiga to‘g‘ri keldi. Haqiqatan ham aylana trayektoriyasi bo‘yicha orbital harakati nazariyasi bilan sayyoralarning ko‘z orqali hamma yaqqol ko‘rib turgan, amaldagi real harakati bir-biriga mos tushmas edi.

Orbitalar ideal aylana ekani haqidagi tasavvur tarafdorlari qanchalik jiddiy bo‘lmasin, biroq amaliyot va nazariyot o‘rtasidagi bunday yaqqol nomuvofiqlik baribir shubha tug‘diradigan holat bo‘lib, Kepler ham ideal aylana shaklidagi orbitalar nazariyasiga ishonmagan. Keplerning o‘zida buning o‘rniga taklif qilish uchun boshqa munosib g‘oyaning o‘zi yo‘q bo‘lsa-da, u sayyoralar Quyosh atrofida ideal aylana orbita bo‘yicha emas, balki elliptik, biroz cho‘zinchoq orbita bo‘ylab harakatlansa kerak degan intuitiv fikrni tekshirib ko‘rishga kirishdi.

Shu tariqa u hech qanday nazariy tayyorgarliksiz, shunchaki kundalik sinchiklab kuzatishlar orqali sayyoralarning Quyosh atrofida haqiqatan ham ellips shaklidagi orbita bo‘ylab harakatlanishini isbotladi va bunday harakat qonunlarining matematik asosini ham bayon qilib berdi. Keplerning haq bo‘lganini oradan 70 yilcha vaqt o‘tgach, Nyuton ham o‘zining butun olam tortishish qonunlari asosida yana bir bora isbotlagan.

Keplerning ilk bora 1609-yilda e’lon qilingan birinchi qonuni Quyosh tizimidagi barcha sayyoralar elliptik orbita bo‘ylab harakatlanishi va ushbu ellipsning fokuslaridan birida Quyosh joylashishini ta’kidlaydi. “Teng yuzalar qonuni” ham deb yuritiladigan Keplerning ikkinchi qonuni ham 1609-yilda e’lon qilingan bo‘lib, uni olim, aslida, 1602-yilda kashf etgan edi. Unga ko‘ra, sayyora Quyoshdan qanchalik olisda bo‘lsa, u shunga muvofiq sekinroq harakatlanadi va aksincha, Quyosh yaqiniga kelganda sayyoraning harakati tezlashadi deb uqtirish beriladi.

Bunda teng vaqt intervallari bo‘yicha sayyora va Quyoshni tutashtirib turuvchi xayoliy chiziq bilan chegaralangan ellips sektorlarining yuzasi doimo teng bo‘ladi. Ushbu ikki qonunni yaxshi bilgan holda istalgan sayyoraning orbitasini aniq hisoblash va istalgan vaqt uchun uning osmonning qayerida joylashishini bilish mumkin. Uchinchi qonun esa 1618-yil 15-may sanasida bayon qilingan bo‘lib, u “davrlar qonuni” (yoki “garmonika qonuni”) ham deyiladi.

Unga ko‘ra, istalgan sayyoraning Quyosh atrofini aylanib chiqish davrining kvadrati, uning elliptik orbitasining katta yarim o‘qi masofasining kubiga proporsional bo‘ladi deyiladi. Shunga ko‘ra, Quyoshdan juda olisda joylashgan sayyoralarda yilning juda uzoq davom etishi hamda sayyoraning o‘z orbitasi bo‘ylab chiziqli harakat tezligi nega past bo‘lishi izohlanadi.

Keplerning uchinchi qonuni zamonaviy kosmologiya fanida ham juda katta ahamiyat kasb etadi. Olis galaktikalarni kuzatish asnosida astrofiziklar galaktika markazlaridagi vodorod atomlaridan chiqadigan kuchsiz signallarni qayd etadi. Ushbu nurlanishlar spektridagi Doppler effekti bo‘yicha olimlar galaktika diskining vodorod periferiyasining aylanish tezligini aniqlaydi va bu orqali galaktikalarning o‘z burchak tezliklarini topadi.

Kepler qonunlari tabiat va borliqni anglashda insoniyat tushunib yetgan eng birinchi va eng muhim qonunlardan biridir. O‘zida fizika, matematika va astronomiyani uyg‘unlashtirgan holda Kepler qonunlari ilm-fanda tabiat hodisalarini ixcham va oddiy formulalar bilan ifodalash mumkinligini ham ko‘rsatib berdi va minglab keyingi avlod olimlari uchun namuna o‘laroq xizmat qildi.