Gökyüzü eski çağlardan günümüze kadar insanoğlunun ilgisini çekmiş ve onu araştırmaya, gözlemlemeye yönelmiştir.
İnsanlar, tarihin ilk çağlarında Dünya’yı evrenin merkezi olarak kabul ediyordu. Yer merkezli model de denilen bu model, Yunan Astronom Batlamyus tarafından ikinci yüzyılda biçimlendirilmiş ve takip eden yaklaşık 1400 yıl boyunca kabul görmüştür.
Daha sonra gökyüzünü gözlemleyerek dünyanın ve gezegenlerin güneş çevresinde döndüğünü tespit edilmiştir.
Felsefe, matematik, müzik, gök bilimi ve mühendislik konularında çalışan Galileo, her ne kadar yaşadığı dönemde fizikçi olarak adlandırılmamış olsa da günümüzde fizik olarak kabul edilen bilim dalının temel ilkelerini ortaya koymuştur. Galileo, Aristo’nun mantığa dayalı doğa görüşünü matematiğe ve deneye bağlı fizik bilimine dönüştürmüştür. Galileo’nun astronomiye en büyük katkısı, 1609 yılında dokuz kat büyütme gücüne sahip ilk teleskobu icat etmesidir. Bu sayede Ay’ı ve Güneş’i inceledi. Ay yüzeyinde kraterler, dağlar, vadiler olduğunu; Güneş’te lekeler bulunduğunu söyledi. Batlamyus’un, Ay ve Güneş kusursuz kürelerdir, sözünün yanlış olduğunu kanıtladı. Jüpiter’in dört uydusunu buldu. Kopernik ve Kepler ile görüşen Galileo, yer merkezli evren modelinin yanlış, Güneş merkezli evren modelinin doğru olduğunu kitaplarında yazmıştır.
Yer merkezli evren modelinin yerini Güneş merkezli evren modeline bırakmasıyla astronomi dünyası kendine yeni bir yol haritası çizmiştir. Bu dönemeçte şüphesiz en önemli katkılardan birisi Johannes Kepler’e aittir.
Johanes Kepler (1571-1630) isimli alman matematikçi ve fizikçi, güneşin çevresinde gezegenlerin dönüş hareketleriyle ilgili kanunları matematik denklemleriyle ortaya koydu. Bu kanunlara Kepler’in yaptığı çalışmalardan dolayı Kepler Kanunları denir. Kepler, güneşin etrafında gezegenlerin hareketini bulduğu üç kanunla açıklamıştır. Bu kanunlar günümüzde hala bir gezegenin ya da uydunun hareketini açıklmakta yeterlidir.
Yörüngeler Kanunu
Güneş etrafında dolanan bütün gezegenler, odaklarından birinde güneşin olduğu elips şeklindeki yörüngelerde dönerler. Gezegenler, yörüngede dönerken Güneş’e yaklaştıkça kütle çekim kuvveti ve hız artar, Güneş’ten uzaklaştıkça kütle çekim kuvveti ve hız azalır.
Alanlar Kanunu
Gezegeni Güneş’e birleştiren yarıçap vektörü, eşit zamanlarda eşit alanlar tarar. sürede taranan alanı, yine sürede taranan alanına eşittir. Bu süreler içinde gezegenin aldığı yol eşit olmadığından hızı da eşit olamaz.
Güneş etrafında dolanan bir gezegenin gezegenlere dışarıdan bir kuvvet etki etmediği için açısal momentumu korunur. Gezegen, Güneş’e yaklaştıkça yarıçap azalacağı için gezegenin çizgisel hızı artar. Gezegen, Güneş’ten uzaklaştıkça yarıçap artacağı için gezegenin çizgisel hızı azalır.
Periyotlar Kanunu
Gezegenlerin yörüngelerinin ortalama yarıçapları R ve periyotları T olmak üzere, oranı bütün gezegenler için aynıdır.
Gezegenlerin yörüngelerinin ortalama yarıçapları, Güneş’e olan maksimum ve minimum uzaklıkların toplmamının yarısıdır. Ortalama yarıçap,
dir.
