¿A partir de qué datos Kepler elaboró ​​sus leyes?

Es bien sabido que Kepler elaboró ​​sus leyes ajustando curvas a los datos de Tycho Brahe sobre las trayectorias de los planetas en el cielo. ¿ Qué era este dato? ¿Cómo se registra la trayectoria de un planeta a través del cielo? ¿Un par de ángulos medidos desde algún punto de referencia? ¿Qué tipo de punto de referencia, un campanario en el horizonte? Además, ¿cómo mantuvo Tycho Brahe el tiempo lo suficientemente preciso para saber que estaba registrando la posición del planeta en intervalos de tiempo iguales?

Demasiadas preguntas. Un ans completo ocupará mucho espacio. ¿Por qué no empiezas con Wikipedia primero?
@Alexandre: Sí, he respondido al lado de Brahe. Creo que el lado de Kepler podría plantearse en una pregunta diferente: merece una respuesta separada.
Eliminé el "lado de Kepler" de la pregunta.
@Jack M: En mi opinión, la respuesta exacta a las preguntas sobre qué midió Brahe y cómo se registró exactamente la trayectoria del planeta en el cielo en ese momento llevará demasiado tiempo para responder :-)
Sin coordenadas, sin ajuste de curvas. Bien conocido de hecho.

Respuestas (2)

Hoy en día, las coordenadas del cielo se miden como "Ascensión Recta" (RA) y declinación. Estas son similares a las coordenadas angulares que usamos para la superficie de la Tierra, pero se miden en la esfera celeste en relación con el ecuador y el polo celestes. Al usar el tiempo sidéreo actual, es posible mapear las coordenadas del cielo local (es decir, un rumbo horizontal relativo al norte verdadero y una inclinación sobre el horizonte) a RA y Declinación.

Brahe usó dispositivos como Quadrants para medir esta inclinación. Hay un grabado de uno montado al costado de un edificio (presumiblemente en Uraniborg) en http://en.wikipedia.org/wiki/Uraniborg (Brahe hizo la mayoría de sus observaciones en Stjerneborg debido a problemas con los montajes de instrumentos de Uraniborg).

En cuanto al tiempo, los relojes del día eran lo suficientemente precisos porque la escarpa se había inventado un par de siglos antes. Un reloj sideral se puede reiniciar cada noche (usando una estrella conocida y un meridiano), por lo que solo necesita tener una precisión de 24 horas. Los cambios de temperatura serán relativamente limitados en este período (y se minimizarán aún más reiniciando el reloj dos veces por noche) y no habrá movimiento. Sí, los relojes disponibles para Brahe habrían sido inexactos en comparación con los cronómetros de Harrison de unos siglos más tarde, pero Harrison estaba diseñando relojes para durar meses sin ajustes y para sobrevivir a movimientos violentos y cambios de temperatura significativos.

Definiciones:

Meridiano : una gran línea circular que pasa por la ubicación (p. ej., el Observatorio de Uraniborg) y los polos. Sería una línea al sur de Uraniborg. Una estrella cruza el meridiano cuando parece estar al sur del polo celeste.

Reloj Sideral : Un reloj sideral es aquel que está sincronizado con las estrellas y no con el Sol. En realidad, la Tierra gira en un día sideral (alrededor de 4 minutos menos que un día solar normal), pero debido a que se ha movido un poco en su órbita, el punto de referencia habitual (el Sol) se ha movido un poco, por lo que el día solar es un poco más largo. que un día sideral.

La solución moderna sería usar un reloj solar y luego aplicar una corrección basada en el calendario (trivial con un microprocesador). Pero si se trata de relojes mecánicos, es igual de fácil configurar el péndulo para que funcione un poco más rápido.

¿Qué quiere decir exactamente con "reloj sideral" y "transecto sur"?
Debería haber dicho "Meridiano" en lugar de "transecto sur", así que lo corregí y también lo expliqué (y el tiempo sideral).

En la época de Brahe y Kepler no usaban la ascensión y la declinación rectas para registrar el movimiento de los planetas. Estas coordenadas están relacionadas con la Tierra, y se sabe desde los tiempos de Hiparco y Ptolomeo que hay que utilizar las coordenadas de la eclíptica, que es un sistema relacionado con el movimiento del Sol. (La eclíptica es el gran círculo en el cielo sobre el cual se mueve el Sol. Todos los planetas se mueven en los planos que están cerca del plano de la eclíptica). Las coordenadas correspondientes se denominan longitud (celeste) y latitud.

Los datos de Brahe para los planetas consistían (en términos generales) en las posiciones de los planetas (sus longitudes y latitudes) en algunos momentos de tiempo conocidos. Debido a que las latitudes de todos los planetas son pequeñas, se puede considerar el movimiento en longitud independientemente del movimiento en latitud, lo que simplifica el problema. Este movimiento no es uniforme (e incluso no siempre en la misma dirección), por lo que el problema era crear un mecanismo cinemático que "explicara" este movimiento. Tal mecanismo se conoce desde la antigüedad, pero da una pequeña discrepancia con los datos observados. Es en sus intentos de explicar este desacuerdo (en el caso de Marte) que Kepler hizo sus grandes descubrimientos (la primera y la segunda ley). Mucho más tarde también descubrió la ley tridimensional.

Este notable descubrimiento fue probablemente la mayor revolución en la historia de la astronomía.

Aquí se puede encontrar un poco más de explicación:

http://www.math.purdue.edu/~eremenko/dvi/kepler.pdf