Hemelmechanica

De hemelmechanica, ook wel astrodynamica genoemd, is een gemeenschappelijke tak van de sterrenkunde en de wiskunde die zich bezighoudt met de praktische en theoretische berekening van de bewegingen van de hemellichamen en kunstmatige satellieten.

Er werd in de klassieke oudheid verschil gemaakt tussen de hemelmechanica en de mechanica op Aarde, waarbij er werd verondersteld dat er in beide werelden verschillende wetten gelden. Een voorbeeld daarvan is dat het vallen van de dingen op Aarde en de banen die de hemellichamen doorlopen als twee verschillende fenomenen werden beschouwd. Deze opvatting was een onderdeel van het geocentrisme dat door Ptolemaeus werd verkondigd.

Nadat het heliocentrische wereldbeeld van Nicolaus Copernicus in de 16e eeuw ingang had gevonden, werd de hemelmechanica feitelijk gesticht door de formulering van de wetten van Kepler en de daarbij horende vergelijking van Kepler.

De gravitatiewet geformuleerd door Newton droeg daar verder aan bij. Het tweelichamenprobleem wordt door deze gravitatiewet volledig bepaald en in principe is die wet er ook voor geschikt berekeningen in de hemelmechanica voor meer dan twee lichamen uit te voeren die groter zijn dan een denkbeeldige puntmassa, maar dergelijke berekeningen zijn in de praktijk bewerkelijk. Er is voor het drielichamenprobleem al geen algemene analytische oplossing. De exacte berekening van de banen van de planeten in het zonnestelsel is dan ook ingewikkeld, waarbij numerieke wiskunde voor het oplossen van differentiaalvergelijkingen nodig is. De eerste theoretische doorbraken in het meerlichamenprobleem waren de bijdragen van Joseph-Louis Lagrange vanaf 1808.

De eerste controle van de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein was de berekening van de grootte van periheliumprecessie van Mercurius. Deze precessie kan niet worden verklaard door de zwaartekrachtswet van Newton, maar wel door de algemene relativiteitstheorie.

Voor de berekening van moderne almanakken gebruikt men tabellen met periodieke termen. Die tabellen zijn gebaseerd op fundamentele inzichten. De hemelmechanica is toegankelijk gemaakt voor een breder publiek door Jean Meeus, onder meer door zijn boek Astronomical Algorithms.

• Forest Ray Moulton, An Introduction to Celestial Mechanics, 1914, MacMillan Company (Internet Archive link)
• Henry Crozier Plummer, An Introductory Treatise on Dynamical Astronomy, 1918, Cambridge University Press (Internet Archive link)
• William M. Smart, Celestial Mechanics, 1953, Longman & Green (1961 herdruk door John Wiley & Sons)
• Dirk Brouwer en Gerald M. Clemence, Methods of Celestial Mechanics, 1961, Academic Press
• Roger R. Bate, Donald D. Mueller & Jerry E. White, Fundamentals of Astrodynamics, 1971, Dover (Internet Archive link)
• John Michael Anthony Danby, Fundamentals of Celestial Mechanics, 1992, Willmann-Bell (Internet Archive link)
• John E. Prussing & Bruce A. Conway, Orbital Mechanics, 1993, Oxford University Press (Internet Archive link)
• Asger Aaboe, Episodes from the Early History of Astronomy, 2001, Springer-Verlag, ISBN 0-387-95136-9
• Alessandra Celletti, Ettore Perozzi, Celestial Mechanics: The Waltz of the Planets, 2007, Springer-Praxis, ISBN 0-387-30777-X.
• Alessandra Celletti, Stability and Chaos in Celestial Mechanics, 2010, Springer-Praxis, ISBN 978-3-540-85145-5

• JB Calvert. Celestial Mechanics, maart 2003. gearchiveerd
• DP Stern. Astronomy of the Earth's Motion in Space.
• JB Tatum. Celestial Mechanics, 29 april 2011.
• (it) Società di meccanica celeste e astrodinamica.

• Dit artikel of een eerdere versie ervan is een (gedeeltelijke) vertaling van het artikel Mécanique céleste op de Franstalige Wikipedia, dat onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen valt. Zie de bewerkingsgeschiedenis aldaar.

Zie de categorie Celestial mechanics van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp.