Ay teorisi

Yunanistan ve Helenistik

Bundan sonra İparhos ve Ptolemy aşağı zaman Newton'ın iş on yedinci yüzyılda, lunar teorileri ağırlıklı geometrik fikirler, az ya da doğrudan pozisyonel gözlemler ay uzun dizi tarafından ilham yardımı ile oluşturuldu. Dairesel hareketler – epicycles teorisinin uygulamaları kombinasyonları içinde geometrik bu ay teorilerin önemli.

İparhos

İparhos, yapıtları, diğer yazarlar tarafından çoğunlukla kayıp ve esas olarak bilinen alıntılar vardır, ay 5 ° ekliptiğin için eğimli bir daire 182⁄3 yılda bir kez (yani ters yön, yıllık ve aylık belirgin hareketler güneş ve ay göreli olarak sabit yıldızlar) retrograd bir yönde dönen taşındığını sanıyordum. Daire farkı, bir epicycle ay retrograd bir yöne taşımak için kabul edildi taşıma yaptı. Epicycle merkezi etrafında epicycle ay süre anomalistic bir ay süre ay'nın boylamda kötü değiştirmek için karşılık gelen bir oranda taşındı. Bu epicycle yaklaşık olarak sağlanandan daha sonra eliptik eşitsizlik, merkezi ve merkezine yaklaşık 5 ° 1' için bir denklemi yaklaşık boyutu denklemi olarak tanındı. Modern değerinden daha küçük bir rakamdır: ama şu evection Center (1 dönem) eşit olarak modern katsayılar arasındaki farkı yakındır: fark için zaman bilinmeyen ve gözden kaçan antik ölçümleri zaman zamanki tutulmaları alındı ve (Bu denklemi Merkezi bu koşullar altında çıkarır) evection etkisini yapıldı gerçeği ile muhasebeleştirilir.

Ptolemy

Batlamyus iş 'Almagest' geniş ve uzun süreli kabul ve bin yıl için etkisi vardı. İparhos bunda yanında-mek şartıyla ay'nın çekim, biraz – 'prosneusis' salınım belirgin apogee yapılmış bir cihaz kullanarak ikinci bir eşitsizlik için geliştirilmiş epicycle geometrik bir ay teorisi verdi. Bu 'ikinci eşitsizlik' ya da 'ikinci anomali' yerine yaklaşık olarak, sadece merkezi denklemi, aynı zamanda (daha sonra) evection bilinen oldu ne için sorumluydu. Ama onun mantıksal sonuç için uygulanan bu teori, gerçekte mesafe (ve görünen çapı) ay değil açıkça görülen kat yaklaşık 2, değişiklik görünür yapar. (Görünen açısal çapı ay aylık, ama sadece çok dar aralığı yaklaşık 0,49 0,55 üzerinde değişir °.) Bu kusur Ptolemaios teorisi Ibn al-Shatir 14 yüzyıl içinde ve Copernicus 16. yüzyılda tarafından önerilen değiştirmeleri için yol açtı.

Ibn al-Shatir ve Kopernik

Lunar teorik Arap astronom Ibn al-Shatir (1304-1375) tarafından yapılan önemli gelişmeler. Ay uzaklık olarak Batlamyus lunar modeli gerektirdiği ölçüde değişmedi gözlem çizim, Batlamyus krank mekanizması mesafeleri Moon hesaplanan Aralık Dünya'dan düşük bir çift epicycle modeli yerine yeni bir lunar modeli üretildi. Aynı avantaj lunar uzaklıkları ile ilgili bazı 150 yıl, daha sonra Rönesans astronom Nicolaus Copernicus, tarafından geliştirilen benzer ay bir teorisi vardı.

Tycho Brahe, Kepler ve Horrocks

Tycho Brahe ve Kepler Ptolemaik lunar teorisi rafine ama ay'nın görünen çapı ve paralaks mesafe (esas aylık) varyasyonları zavallı bir hesap verme merkezi onun kusur aşmak değil. Çalışmalarını, üç önemli daha keşifler için lunar teorisi için ekledi. (1) düğümlerin ve eğim ay yörünge uçağın her ikisi ile aylık (göre Tycho) veya (göre Kepler) yarı yıllık dönem için librate görünür. (2) ay boylam 'hangi ay yeni ve tam bir ay ve üç aylık dönemler beklenenden daha yavaş beklenenden daha hızlı hareket eder bir iki aylık değişim', vardır. (3) olduğunu da yıllık efekt, lunar hareket Ocak ayında biraz yavaşlar ve Temmuz ayında biraz hızlanır: 'yıllık denklem'.
Brahe Kepler ve ayrıntılandırmaları gelişmeler olarak hemen halefleri tarafından tanınmıyor ama on yedinci yüzyıl halefleri konularda daha da geliştirmek ay hareketleri için çok sayıda alternatif geometrik yapılandırmaları çalıştı. Dikkate değer bir başarı Jeremiah Horrocks, önerilen bir yaklaşık 6 aylık libration ay apogee konumunu ve ayrıca eliptik merkezcillik boyutunu içeren bir düzeni sağlanır. Bu düzen, mesafe, çap ve paralaks ay değişiklikler daha gerçekçi bir açıklamasını veren büyük pay vardı.

Newton

Bir ilk çekim lunar teorisi Newton çalışma ile başladı. Islanmış modern anlamda ay perişan hareket sorunu tanımlamak için ilk oldu. Onun çığır açan çalışma örneğin 1687 yayınlanan ilk baskı da dahil olmak üzere tüm sürümlerinde 'Principia' gösterilir.

Solar perturbation of lunar motion

Newton, dünya ve ay, onların yerçekimine karşı güneş, kitap 1, teklifim 66 ve kitap 3, teklif 25 kaynaklanan izafi hareket perturbing etkisini değerlendirmek için nasıl teşhis etti. Başlangıç noktası bu yaklaşım için doğal sonucu VI hareket kanunları var. Bu dış accelerative bazıları da zorlarsa sanki orada bu tür dış accelerative güçler tüm büyük beden eşit hareket olur ve paralel bazı farklı diğer organları kabul, daha sonra cesetleri-cekti var olmak aynı derecede o zaman onların hareketleri (birbirlerine) etkilenen ve devam edeceğini gösterir. Bu sadece durum dış güçler (örneğin, kitap 1, Prop.66 ve kitap 3, Prop.25, güneşe doğru yerçekimsel konumlar) farklı boyutu veya yönde accelerative etkileri (örneğin dünya ve ay) kabul farklı organları, bunun sonucunda etkileri üzerinde ikinci cisimlerin hareketleri göreceli kayda değer. (Newton 'accelerative güçleri' veya 'accelerative yerçekimi' nedeniyle bazı dış büyük cazibe güneş gibi gösteriyor. O kullanılan ölçü birimi güç üretmek eğilimi hızlanma oldu (birim başına modern anlamda zorunlu kitle), yerine ne şimdi güç çağırır.)
Bu nedenle Newton sadece güneş'in Ay'a accelerative cazibe ve aya göre yeryüzünde hareket perturbs dünya üzerinde Güneş'in cazibe arasındaki farkı sonucuna.
Newton sonra etkin güçleri, vektör ayrışma bu analizlerini için kullanılır. Kitap 1, teklifim 66 ve kitap 3, teklif 25, toplam çekim çekim dünya üzerinde güneş ve ay, ay Dünya göre hareket perturbing etkisi gösteren fark güneşin başlayarak geometrik bir inşaat tarafından gösterdi. Özet olarak, satır LS Newton'un diyagramı aşağıdaki gibi boyutu ve ay ay'nın şu anki konumda P hareket eden perturbing ivme yönünü temsil eder (line LS değil nokta P geçmek, ama bu önemli olmak üzere tasarlanmamıştır, ölçek faktörlerin sonucudur ve diyagram şekilde oluşturulduğundan metni gösterir).
Newton'ın ilk diyagramdan burada gösterilir (1687) Latin baskı Principia (kitap 3, teklif 25, s. 434). Burada o Sun-dünya-ay sisteminin onun analizi ve aya perturbing ivmeler tanıttı. Q güneş, toprak S ve P ay temsil eder.
Bu diyagram gösteren mesafeleri, diğer parçalar yerçekimsel ivmeler (birim başına çekici kuvvetler kütle). İkili bir önemi de SQ dünya-güneş uzaklığı ve sonra da büyüklüğü ve dünya-güneş yerçekimi ivmesi yönünü gösterir. Diyagramı başka uzaklıklar sonra mesafe SQ orantılı olarak vardır. Diğer turistik cazibe SQ orantılı olarak vardır.
Güneş'in turistik SQ (yerde) ve LQ (aya) ' dir. Böylece konumlar LQ:SQ oranı mesafeler PQ:SQ. oranı ters kare LQ boyutunu çizilir (Newton yapıları KQ veren boyutlarında daha kolay bir görünümü SQ =.) Dünya'nın cazibe ay boyunca PS. davranır (ama hat PS sadece mesafe ve yön defa ettiğinizi, hiçbir şey hakkında güneş ve karasal konumlar arasında ölçek faktörü tanımlanan).
Ay ve aynı ölçekte yeryüzünde SQ güneş konumlar LQ gösteren sonra Newton sonra LQ vektör ayrışma LM ve MQ bileşenleri içine yapar. Sonra bu farkı SQ. SQ olarak ayda ivme perturbing tanımlar ve MQ birbirine paralel SQ doğrudan MS bırakarak MQ düşülen bu yüzden. Ortaya çıkan fark, SQ LQ, den çıkarılarak sonra bu nedenle vektör LM ve MS toplamıdır: Bu bir perturbing ivme LS ekleyin.
Daha sonra Newton tanımlanan başka bir kararlılık-in perturbing ivme LM + MS = LS, ortogonal bileşenlerine: enine bileşeni için LE paralel ve Radyal bir bileşeni, etkili bir şekilde ES.
Newton'ın anılır şeması, onun zamanındaki diğer ve belki de görsel olarak daha net bir şekilde yeniden sunulan oldu. Burada gösterilen vektör sunu, iki farklı pozisyonlar, P1 ve P2, toprak, ilgili vektörler LS1 ve LS2 perturbing ivme nedeniyle Güneş çevresinde yörünge ay gösteren. P1, ay'nın konumu oldukça P Newton'ın diyagramında yakın buydu; karşılık gelen pertürbasyon Newton'un LS içinde büyüklük ve yön LS1 gibidir. Başka bir konumda P2, ay daha dünya güneş uzakta daha uzak, Güneş'in çekim LQ2 ay Güneş'in çekim SQ=SQ2 zayıf olduğunu dünya ve elde edilen pertürbasyon LS2 noktalar güneş konuşabilerek uzak .
Bu Newton'ın diyagramı gibi yapıların kendi yörüngesinde ay pek çok farklı pozisyonlar için tekrar edilebilir. Her bir pozisyon için ikinci diyagramı LS1 veya LS2 gibi pertürbasyon vektör sonucudur. Burada gösterilen bir kez sunulan boyutları ve onun yörüngesinde ay pek çok farklı pozisyonlar için pertürbasyon vektörlerin yönleri özetliyor diyagram şeklidir. Her küçük bir ok gibi LS, Moon oku başladığı yörünge etrafında belirli konum için geçerli bir pertürbasyon vektörü olduğu. Bu neredeyse dünya-güneş ekseni doğrultusunda yani yakın yeni olduğunda Moon veya dolunay, tedirginlikler Dünya'nokta dışarı doğru. Moon-toprak hattı dünya-güneş ekseni üzerinden 90 ° olduğunda içe, Aksiyel (dışa) tedirginlikler sadece yarısı en büyük boyutu olan bir boyutu ile toprak doğru gelin. (Newton, güneş perturbing kuvvet boyutu için oldukça iyi bir nicel tahmin verdi: nerede Dünya'nın cazibe ekler Kadrat, onu 1/178.725 ortalama karasal cazibe koydu ve iki katı kadar bu yeni ve tam olarak nerede karşı çıkıyor ve Dünya'nın cazibe azalır uydular.)
Newton da pertürbasyon aynı desen, değil sadece Aya Earth Güneş tarafından rahatsız olarak, aynı zamanda diğer parçacıklara daha genel olarak onların düz toprak rahatsız olarak güneş tarafından (veya ay); ilişkisi geçerli olduğunu gösterdi. gelgit sular yeryüzüne, örneğin farklı bölümlerini. [28] Bu perturbing ivmeler genel bir desen çalışma tedirginlikler de gelgit sular taşıma güçleri uygulanan ay Newton'ın ilk çalışması büyümüştür. Ay, ya da Dünya'nın gelgit suları – ya da benzer desen tedirginlikler uğrar başka bir nesneyi hareketleri hareketleri bozuklukları için uygulanmakta olup günümüzde bu ortak desen kez gelgit gücü olarak bilinir hale geldi.
Bileşenleri olarak ay değişir nasıl daha da ayrıntılı olarak gösterilen, ' 'güneşin aya huzursuz kuvveti bulmak için onun diyagramı kitap 3, teklif 25, Newton tanıtan ilk yaklaşım güneş perturbing Force geliştirilen sonra dünya çevresinde aylık onun yolunu izler. Ayrıca ay hareketleri usulsüzlük üreterek perturbing kuvvet etkilerini gösterir nasıl araştıran ilk adımlar aldı. (Kuruluş bu bölümünde, Newton'ın başarı daha sınırlı: perturbing güçleri tanımlamak için nispeten basit ama ağır karmaşıklığı yakında çıkan hareketleri çalışma sorunu olarak ortaya çıkan ve bu sorunu çözmek için almak için yön göstergesi ve Newton'ın ilk tanım sonra iki yüzyıl boyunca matematiksel astronomlar meydan vardı.)
İçin seçilen birkaç ay eşitsizliklerin, Newton nasıl güneş perturbing kuvvet ortaya nicel bazı ayrıntılı olarak gösterdi.
Newton'ın bu ay çalışmalarının çok 1680s yapıldı ve ölçüde ve yerçekimi analizinde ilk adımlarını doğruluğunu geliştirmek ve mevcut iş neydi, genel olarak, zor bir geometrik şekilde içinde kendi seçimini de dahil olmak üzere çeşitli faktörler ve sınırlı doğruluk ve onun zamanında birçok astronomik ölçümlere belirsizliği tarafından sınırlı.

Newton Sonrası Klasik Yerçekimsel Dönem

Tamamen ve çok daha hassas hesap için amacı, Newton'ın ardılları, Leonhard Euler, Alexis Clairaut ve Jean d'Alembert E.W. Brown geç on dokuzuncu ve yirminci yüzyılın başlarında, aşağı orta onsekizinci yüzyılda oldu ay'nın hareketleri temelinde Newton yasaları, yani yasaları hareket ve turistik çeken organları arasındaki mesafelerin kareler ters orantılı olarak evrensel kütleçekim için. Onlar da kütleçekim test etmek için ters-kare yasası koymak isteyen ve 1740s bir kez ciddi, ne o zaman Newton teorik ve lunar apogee hareket gözlenen Oranlar arasında büyük farklılık olduğu düşünülüyordu dolayı şüphe. Ancak Clairaut kısa bir süre sonra gösterdi (1749-50) bu konuda az değil ay teorik Newton yasaları üzerinde temel uyuşmazlık en önemli nedeni yatıyordu, ama aşırı yaklaşımları kendisinin ve başkalarının bunu değerlendirmek için dayanıyordu.
Sonra Newton teorisi gelişmeler çoğunu cebirsel formunda üretildi: onlar infinitesimal cebir ve trigonometri hacimli ve son derece zahmetli miktarlarda dahil. Ayrıca teori gözlemsel ölçümleri için başvurmak için bu dönemin tamamlamak için gerekli kaldı.

En Büyük veya Adlandırılmış Lunar Eşitsizlikler

Pek çok büyük ay tedirginlikler boylamda (onun acımasız boylam göre onun gerçek tutulum boylam farkı katkıları) adında var. Farklı değişkenler açısından onlar ark () yakın ikinci yuvarlak katsayıları ile şu şekilde ifade edilebilir:

Dijital Bilgisayarlar ve computers and Lazer Konumlandırıcısı

İkinci Dünya Savaşı'ndan bu yana ve özellikle 1960'lardan beri ay teorisi biraz farklı bir şekilde daha da geliştirilmiştir. Bu iki şekilde teşvik vardır: bir yandan, otomatik dijital hesaplama kullanımı ve diğer yandan, modern gözlemsel veri türlerinin, büyük ölçüde arttırılmış doğruluk ve kesinlik ile.
Wallace John Eckert, öğrenci, IBM'de çalıştı Brown orada astronomik ephemerides hesaplanması için ikinci Dünya Savaşı'ndan sonra geliştirilen deneysel dijital bilgisayar kullanılır. Brown'ın ay teori makinenin içine koymak ve doğrudan deyimleri değerlendirmek için projeleri biriydi. Başka bir proje tamamen yeni bir şey: hareket denklemi sayısal bir entegrasyon için güneş ve dört büyük gezegen. Sadece elektronik sayısal bilgisayarlar kullanılabilir olduktan sonra bu mümkün oldu. Sonunda bu Jet Propulsion Laboratuvarı geliştirme Ephemeris serisi için yol açtı.
Bu arada, Brown'ın teorisi daha iyi sabitler ve Ephemeris saat giriş ve bununla ilişkili bazı ampirik düzeltmeler kaldırılması ile geliştirildi. Bunun için geliştirilmiş Lunar efemeris (hangi, bazı küçük ardışık iyileştirmeler ile 1960 1983 aracılığıyla astronomik almanaklar kullanılmıştır Ile), led (Ile j 0 1960 1967, Ile j = = 1 1968'den 1971, Ile j = 2 1972 yılından 1983) ve erkekler aya getirmek için kullanıldı.
Pozisyon gözlemler ayın en önemli gelişme yeryüzü lazerler kullanarak elde edilen ölçümler ve ay yüzeyine yerleştirilen özel retro reflektör kadar ay lazer olmuştur. Zaman-in-uçuş bir darbe lazer bir reflektör ve arka ışık, o zaman ay'nın uzaklık ölçüsü verir. Bugün operasyonel beş reflektörler ilk aya Apollo 11 uzay aracının içinde Temmuz 1969 yılında çekilen ve Neil Armstrong tarafından ay'nın yüzeyinde uygun pozisyonda yerleştirilir. Bu araştırmanın hassas anda uzatılır daha da 2005 yılında kurulan Apache noktası Gözlemevi Lunar lazer arasında değişen işlemi tarafından.

Sayısal Entegrasyonlar, Görelilik, Gelgit Salınım

Lunar teorisi, sayısal olarak geliştirilen bu modern yöntemlerle, ince hassas konuları klasik teorilere göre daha geniş bir aralıkta tarar. Bu hesaplamalar arasında çekimsel kuvvetler (Relativistik düzeltmeler ile) aynı zamanda birçok gelgit ve Jeofizik etkiler ve büyük ölçüde genişletilmiş bir ay librations kuramı alır. Gibi birçok bilimsel alanları bu şimdi büyük ekiplerin ve kuruluşların çalışmaları temel şekilde geliştirmiştir. Özellikle bu gelişmeler önde gelen bölümlerinden birini alarak bir kurum, Jet Propulsion Laboratuvarı Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nde olmuştur; ve adları özellikle klasik lunar teorileri ile geçiş, 1970 ' lerin başında itibaren ilgili ve modern bilim durumunu doğru ephemerides J Derral Mulholland ve J G Williams (ve güneş sistemi (gezegen) ephemerides E Myles Standish bağlantılı geliştirilmesi için) içerir.
1970'lerden beri ay Ephemerides (LExxx) içeren bir dizi sayısal olarak entegre gelişim Ephemerides (sayılı DExxx), Jet Propulsion Laboratuvarı (JPL) üretti. Ay ve gezegen ephemerides DE200/LE200 içinde resmi astronomik Almanak ephemerides 1984 – 2002 için kullanıldı ve ephemerides DE405/LE405, daha da geliştirilmiş doğruluk ve kesinlik, 2003 tarihinden itibaren sorun kullanılıyor olmuştur.

Analitik Gelişmeler

Bu gelişmelere paralel olarak, analitik lunar teorisinde son yıllarda  yeni bir sınıf olarak literature geçen Ephemeride Lunaire Parisienne, Jean Chapront ve Michelle Chapront-Touzé tarafından geliştirilmiştir. Bilgisayar destekli cebir kullanma, analitik gelişmeleri önceden el ile çalışma klasik analistleri tarafından yapılan daha fazla alınmıştır. Ayrıca, bazı bu yeni analitik teorileri (ELP gibi) daha önce yukarıda belirttiğimiz gibi JPL geliştirilen sayısal ephemerides için monte edilmiş. Geçerli tarihler için geliştirilmiş konumsal verilerini oluşturmak için bu son analitik teorileri, geçmiş yüzyılların klasik teoriler amaç aksine ana amacı olmamıştır; Bunun yerine, kendi amaçları daha kolayca modern sayısal teoriler kendilerini belirgin olmayabilir uzun vadeli özellikleri gibi hareket yönlerini bir çalışma dahil ettik.