1。ケプラーの惑星運動の第三法則:
* それがどのように機能するか: この法律では、惑星の軌道周期の正方形は、その軌道の半長軸の立方体に比例していると述べています。
* なぜそれが役立つのか: 太陽の周りの惑星の軌道の周期と距離を観察することにより、太陽の重力の影響を計算することができます。これはその質量に直接関係しています。
2。ニュートンの普遍的重力の法則:
* それがどのように機能するか: この法則は、質量のある2つのオブジェクト間の重力を説明しています。力は大衆の積に比例し、それらの間の距離の平方に反比例すると述べています。
* なぜそれが役立つのか: この法律をケプラーの第三法則と組み合わせることにより、太陽の質量を惑星の軌道期間と距離に直接関連付ける方程式を導き出すことができます。
3。重力定数(g)の測定:
* それがどのように機能するか: 重力定数は、物理学の基本定数です。 それは重力の強度を表します。
* なぜそれが役立つのか: 太陽の質量を正確に計算するには、重力定数に正確な値が必要です。
計算:
太陽の質量は、ケプラーの第三法則とニュートンの重力法則から派生した次の方程式を使用して計算できます。
`` `
m_sun =(4π²a³)/(gt²)
`` `
どこ:
* m_sun 太陽の質量です
* a 惑星の軌道の半長軸(太陽からの平均距離)ですか
* t 惑星の軌道期間です
* g 重力定数です
実際には: 天文学者は、計算された質量の精度を改善するために、複数の惑星(地球や火星など)の観測を使用します。
追加因子:
* 測定の精度: 軌道周期、距離、および重力定数の測定の精度は、太陽の質量測定の精度に直接影響します。
* 他の惑星からの摂動: 太陽系における他の惑星の重力の影響は、惑星の軌道にわずかに影響を及ぼし、計算に小さなエラーを導入します。
これらの方法を組み合わせることにより、天文学者は太陽の質量が約 1.989×10^30キログラムであると判断しました (または地球の質量の約333,000倍)。