Las leyes de Kepler


Las Leyes de Kepler son descriptivas, por lo que no explican la base física del movimiento celestial. Esa tarea recayó en un matemático aún más astuto: Isaac Newton. Pero las "Leyes de Kepler" son lo suficientemente rigurosas como para dar cuenta de la mayoría de los movimientos planetarios, y aún se les enseña a estudiantes de secundaria y universitarios de todo el mundo.



La primera ley de Kepler:
Kepler descubrió que los planetas se mueven en órbitas elípticas con el Sol no en el centro de la elipse, sino en un foco (el otro foco está vacío). Es una ley engañosamente simple que tuvo una visión sorprendente y cinco años de arduo trabajo.


La primera ley de Kepler establece que los planetas se mueven alrededor del Sol en una órbita elíptica con el Sol en un foco de la elipse.



La segunda ley de Kepler:
Como habrás adivinado, si un planeta atraviesa una órbita elíptica, su distancia del Sol cambia durante una órbita. Kepler notó, que los planetas parecían acelerarse en sus órbitas cuando están más cerca del Sol y disminuyen la velocidad cuando están más lejos. El efecto fue sutil pero inconfundible. Pero una descripción verbal era insuficiente. Kepler tuvo que cuantificar este movimiento y lo hizo al afirmar que "una línea que se une a un planeta y el Sol arrastra áreas iguales durante intervalos de tiempo iguales".




La segunda ley de Kepler: la línea que va del Sol a un planeta arrastra áreas iguales (en gris) en tiempos iguales.


Esta ley nos ayuda a predecir dónde podemos ver planetas en el cielo, y es una consecuencia directa de la gran ley universal de "conservación" de energía". A medida que un planeta se acerca al Sol, tiene menos "energía potencial" y más "energía cinética", y al alejarse del Sol, tiene lo contrario. Sin esta ley, aún estaríamos rascándonos la cabeza sobre dónde y cuándo aparecerán los planetas en el cielo nocturno.


La tercera ley de Kepler:
Los planetas más alejados del Sol tienen órbitas más grandes, por lo que incluso si se movieran a la misma velocidad que los planetas más cercanos, se esperaría que les tomara más tiempo moverse alrededor del Sol. Y lo hacen. Pero también se mueven a una velocidad más baja, lo que aumenta el tiempo que se tarda en girar alrededor del Sol. Lo que Kepler descubrió, para ser exactos, es que el cuadrado del período orbital (P) de un planeta es directamente proporcional al cubo del eje semi mayor de su órbita (T):

P² ˜ T³

Esto en un lenguaje sencillo, significa, que los planetas se mueven más lentamente cuando están más alejados del Sol, y cualquier influencia hace que los planetas giren alrededor del Sol debilitándose con la distancia. Quedó en manos del gran científico británico y genio de la historia mundial, Isaac Newton, explicar esta relación con su propia ley de la gravedad, una ley en la que se basa toda la ciencia física moderna.

Y esto es lo más sorprendente de todo, las tres leyes de Kepler parecen mantenerse no solo en nuestro propio sistema solar, sino en todas las circunstancias en las que un cuerpo se mueve bajo la influencia de la gravedad de otro. Son relaciones universales generales.