Ay teorisi

Ay teorisi, Ay'ın hareketlerini hesaplamaya çalışır. Ay'nın hareketlerinde çok sayıda usulsüzlük (veya tedirginlikler) vardır ve bu hareketler için birçok hesaplama girişiminde bulunulmuştur. Sorun olan bu problem yüzyıllar sonra doğruluk düzeyi çok yüksek olacak şekilde modellenebilmektedir (bkz. Modern gelişmeler bölümü).
Ay teorisi şunları da içermektedir:
genel teorinin arka planı; Ay'ın hareketini analiz etmek ve hareketlerini tahmin etmek için formüller ve algoritmalar üretmek için kullanılan matematiksel teknikler dahil; ve ayrıca
belirli bir süre için Ay'ın pozisyonunu hesaplamak için kullanılabilecek nicel formüller, algoritmalar ve geometrik diyagramlar; genellikle algoritmalara dayalı tabloların yardımıyla.
Ay teorisinin 2000 yılı aşkın bir araştırma geçmişi vardır. Daha modern gelişmeleri son üç yüzyıl boyunca temel bilimsel ve teknolojik amaçlar için kullanılmıştır ve halen bu şekilde kullanılmaktadır.
Uygulamaları
Aşağıdakiler ay teorisinin uygulamalarıdır:
On sekizinci yüzyılda, ay teorisi ve gözlem arasındaki karşılaştırma ay apojesinin hareketi tarafından Newton'un evrensel kütleçekim yasasını test etmek için kullanılmıştır.
On sekizinci ve on dokuzuncu yüzyıllarda navigasyon tabloları ay teorisiden feyz alınarak yapılırdı, Nautical Almanac tarafından denizde boylam tayini için ay mesafeleri yöntemi kullanılmıştır.
Yirminci yüzyılın başlarında, ay teorisi ve gözlem arasındaki karşılaştırma, yerçekimi teorisinin başka bir testinde, Simon Newcomb'un Merkür'ün çevresinin hareketindeki iyi bilinen bir tutarsızlığın açıklanabileceğini test etmek (ve dışlamak) için kullanıldı.
Yirminci yüzyılın ortalarında, atomik saatlerin gelişmesinden önce, ay teorisi ve gözlemi, ortalama güneş zamanının düzensizliklerinden arındırılmış bir astronomik zaman ölçeğini (efemeris zamanı) uygulamak için birlikte kullanıldı.
Yirminci yüzyılın sonlarında ve yirmi birinci yüzyılın başlarında, Güneş Teorisinin Jet Propulsion Laboratuvar Geliştirme Efemeris serisi modellerinde, yüksek hassasiyetli gözlemlerle birlikte, ilgili fiziksel ilişkilerin doğruluğunu test etmek için ay teorisinin modern gelişmeleri; güçlü eşdeğerlik ilkesi, göreli kütleçekim, jeodezik devinim ve kütle çekimi sabiti dahil olmak üzere genel görelilik teorisi ile kullanılmaktadır.
Tarihi
Ay bin yıldır gözlenmektedir. Bu çağlar boyunca, herhangi bir zamanda mevcut gözlem tekniklerine göre çeşitli bakım ve hassasiyet seviyeleri mümkün olmuştur. Buna karşılık olarak uzun bir ay teorileri geçmişi vardır: Babil ve Yunan gök bilimcilerinin zamanlarından modern ay lazerlerine kadar uzanır.
İsimleri ay teorileriyle ilişkilendirilen çağlar boyunca dikkat çeken gök bilimciler ve matematikçiler aşağıdaki gibidir:
Babilli/Keldani
Naburimannu
Kidinnu
Soudines
Yunan
Hipparkos
Batlamyus
Arap
İbn eş-Şatir
16. yüzyıldan 20. yüzyıla kadar Avrupalı
Tycho Brahe
Johannes Kepler
Jeremiah Horrocks
Ismaël Bullialdus
John Flamsteed
Isaac Newton
Edmond Halley
Leonhard Euler
Alexis Clairaut
Jean d'Alembert
Tobias Mayer
Johann Tobias Bürg
Pierre-Simon Laplace
Philippe le Doulcet
Johann Karl Burckhardt
Peter Andreas Hansen
Charles-Eugène Delaunay
John Couch Adams
19. yüzyıldan 20. yüzyılın başlarına kadar Kuzey Amerikalı
Simon Newcomb
George William Hill
Ernest William Brown
Wallace John Eckert
Diğer önemli matematikçiler ve matematiksel gök bilimciler de önemli katkılarda bulunmuşlardır.
Tarihin üç kısma ayrıldığı düşünülebilir: antik çağlardan Newton'a; klasik (Newtoncu) fizik dönemi; ve modern gelişmeler.
Antik çağlardan Newton'a
Babil
Babil astronomisinde, 1880'lerden önce bilim tarihçileri tarafından neredeyse hiçbir şey bilinmiyordu. Antik Plinius, yazılarında ayakta kalan Mezopotamya'daki üç astronomik okuldan - Babil, Uruk ve 'Hipparenum'dan (muhtemelen 'Sippar') bahsetmişti. Ancak herhangi bir detayın kesin modern bilgisi sadece Joseph Epping, Babil arşivinden kil tabletler üzerindeki çivi yazısı metinlerini deşifre ettiğinde başladı: Bu metinlerde Ay'ın konumlarının bir efemisini tespit etti. O zamandan bu yana, hala parçalanmış olan konunun bilgisi, çözülmüş metinlerin, esasen sayısal formda, Babil ve Uruk'tan tabletler üzerinde özenli bir şekilde analiz edilmesiyle oluşturulmak zorunda kaldı (Plinius tarafından üçüncü okuldan henüz hiçbir şey bulunmadı).
Babil gök bilimcisi Kidinnu'ya (Yunanca veya Latince, Kidenas veya Cidenas), ayın konumunu sürekli olarak dikkate alarak, ayın konumunu tahmin etmek için günümüzde "Sistem B" olarak adlandırılan ve sabit yıldızların arka planına göre yolundaki hızını değiştiren şeyin keşfine (MÖ 5. veya 4. yüzyıl) atfedilmiştir. Bu sistem, her ay yaklaşık olarak minimum ve maksimum olmak üzere, ay hızının günlük olarak kademeli olarak yukarı veya aşağı değişimlerini hesaplamayı içermekteydi. Bu sistemlerin temeli geometrik olmaktan çok aritmetik görünmektedir, ancak şimdi merkezin denklemi olarak bilinen ana ay eşitsizliğini yaklaşık olarak açıklamıştır.
Babiller yüzlerce yıllık yeni aylar ve tutulmalar için çok doğru kayıtlar tuttular. MÖ 500 ve MÖ 400 yılları arasında bir süre, aylar ve günümüzde Meton döngüsü olarak bilinen güneş yılları arasındaki 19 yıllık döngüsel ilişkiyi belirlediler ve kullanmaya başladılar.
Bu, Ay'ın hareketindeki ana düzensizliklerin sayısal bir teorisini oluşturmalarına yardımcı oldu ve Ay'ın hareketinin en önemli üç özelliğinin (farklı) dönemleri için oldukça iyi tahminlere ulaştı:
Sinodik ay, yani Ay'ın evreleri için ortalama süre. Günümüzde "Sistem B" olarak adlandırılan sinodik ayı 29 gün ve (altmış sayısına göre) 3,11; 0,50 "zaman derecesi" olarak değerlendirmektedir. Her zaman derecesi, yıldızların görünen hareketinin bir derecesi veya 4 dakikalık bir süredir ve noktalı virgülden sonraki altmış sayılık değerler, bir zaman derecesinin kesirleridir. Bu, 29.530589 gün veya 29d 12h 44m 2.9s olan modern bir değerle (1900 Ocak 0'da olduğu gibi) karşılaştırmak için 29.530594 gün = 29d 12h 44m 3.33sye dönüşmektedir. Aynı değer Hiparkos ve Pitolemius tarafından da Orta Çağ boyunca kullanılmıştır ve yine de İbrani takviminin temelini oluşturmaktadır.
13 10 ′ 35 ′′ günde tahmin ettikleri yıldızlara göre ortalama ay hızı, karşılık gelen bir ayı 27.321598 gün, 13 10 ′ 35.0275 ′′ ve 27.321582 gün modern değerleriyle karşılaştırmak içindir.
Anomalistik ay, yani Ay'ın yıldızlara karşı hareket hızında yaklaşık aylık hızlanma ve yavaşlamaların ortalama süresi 27.5545833 günlük bir Babil tahmini, 27.554551 gün modern bir değerle karşılaştırıldı.
Drakonitik ay, yani Ay'ın yıldızlara karşı yolunun Güneş'in ekliptik yoluna kıyasla ilk kuzeye ve sonra güneye ekliptik enlemde saptığı ortalama süre, çeşitli tahminlere yol açan bir dizi farklı parametre ile belirtildi, Örneğin 27.212221 modern bir değerle karşılaştırmak içindir, ancak Babilliler de 5458 sinodik ayın 5923 drakonitic aya eşit olduğu sayısal bir ilişkiye sahipti.
Yunanistan ve Helenistik Mısır
Daha sonra, Bitinya ve Ptolemaios Krallığı dönemlerindeki Hipparkos ve Batlamyus'tan on yedinci yüzyıldaki Newton'un çalışma zamanına kadar, ay teorileri esas olarak, ayın uzun süreli konumsal gözlemlerinden ilham alan az ya da çok doğrudan geometrik fikirler yardımıyla oluşturuldu. Bu geometrik ay teorilerinde öne çıkan, dairesel hareketlerin kombinasyonlarıydı.
Hipparkos