Nebeská mechanika
odvětví astronomie / From Wikipedia, the free encyclopedia
Nebeská mechanika je vědní obor ležící na rozhraní mezi astronomií a teoretickou mechanikou, zabývající se popisem pohybu kosmických těles vesmírem a určováním jejich drah. Metody klasické nebeské mechaniky jsou založeny na využití Newtonova zákona všeobecné gravitace a jeho tří pohybových zákonů, s jejichž pomocí lze odvodit téměř všechny pohyby planet ve sluneční soustavě; pouze ve speciálních případech (např. stáčení perihelu dráhy Merkuru) je nutno přihlédnout k relativistickým efektům. Hlavním úkolem nebeské mechaniky je výpočet poloh nebeských těles v budoucnosti na základě stanovených elementů dráhy z minulého pozorování. Až do roku 1957 se toto týkalo pouze přirozených kosmických těles (Měsíce, planet, planetek, komet a složek dvojhvězd a násobných hvězd); od startu Sputniku 1 se nebeská mechanika začala zabývat i umělými kosmickými tělesy a dnes je nedílnou součástí technického oboru astrionika. Ta na rozdíl od klasické nebeské mechaniky zohledňuje i jiné síly, než gravitační, zejména působení tahu motorů, vliv aerodynamického odporu a tlaku záření.
Nejjednodušším úkolem, který nebeská mechanika řeší, je tzv. problém dvou těles, který má analytické řešení, vedoucí ke zjištění, že pohyb těles kolem hmotného středu (těžiště) soustavy probíhá po kuželosečce. Tento problém, omezující se pouze na dvě kulově symetrická hmotná tělesa, která lze nahradit z kinematického hlediska hmotnými body, je ve skutečnosti abstrakcí a nikde ve vesmíru neexistuje. Problém n těles, který je reálný, nemá s výjimkou některých speciálních případů analytické řešení a musí být řešen metodami numerické matematiky; plné rozvinutí těchto metod umožnil až nástup počítačů. Problém tří těles ukazuje na chaotické chování systémů s více tělesy, který nelze řešit déle než na Ljapunovův čas (několik miliónů let pro sluneční soustavu).